CN114110057B - 一种机床主轴碟刹制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机床技术领域，且公开了一种机床主轴碟刹制动装置，包括主轴箱和轴芯，所述轴芯固定安装在主轴箱两侧所设前轴承及后轴承上，所述主轴箱内部固定安装有电机，所述轴芯后端延伸至主轴外侧且固定安装在主轴箱上，所述主轴后端上设置有第一刹车机构，所述轴芯后端上设置有第二刹车机构，所述主轴箱上设置有油气润滑机构，所述第一刹车机构通过压力装置驱动，本发明通过设置压力装置、第一刹车机构和第二刹车机构，当第一刹车机构与第二刹车机构进行接触时，轴芯刹车片随轴芯转动，与固定刹车片之间产生较大的摩擦力，从而对轴芯实现摩擦刹车制动，且固定刹车片对轴芯刹车片接触面大，从而使得刹车效率更好且更平稳。

Description

一种机床主轴碟刹制动装置

技术领域

本发明涉及机床技术领域，具体为一种机床主轴碟刹制动装置。

背景技术

数控机床上设置驱动工件转动的主轴，根据目前技术中的主轴驱动是由数控系统中的驱动电机及传动装置所实现的，在工作中，主轴电机和主轴高速旋转，当停止工作时，需要对主轴电机和主轴实现刹车停止。

例如公开号为CN111706628A的专利公开的一种机床主轴碟刹式制动机构，包括主轴座、转动穿设于主轴座内的芯轴，芯轴向后伸出主轴座尾端，主轴座尾端连接有刹车机构，刹车机构包括连接于主轴座的制动箱，芯轴伸入制动箱的一端连接有固定刹车片，制动箱连接有轴芯刹车片，制动箱连接有用于驱动轴芯刹车片移动的驱动组件。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：1、刹车片间无润滑机构，导致刹车片长久磨损严重；2、刹车止停后松开需要二次做功才可以松动，消耗能量，不利于节能；3、刹车片的接触面过大，相应磨损，不利于长久使用。

针对现有的技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种机床主轴碟刹制动装置，具有弥补以上不足的优点。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种机床主轴碟刹制动装置，解决了上述背景技术中的问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种机床主轴碟刹制动装置，包括主轴箱和转动穿设于主轴内的轴芯，所述轴芯固定安装在主轴箱两侧所设前轴承及后轴承上，所述主轴箱21内部固定安装有用于驱动轴芯做旋转运动的电机，所述轴芯后端延伸至主轴外侧且固定安装在主轴箱上，所述主轴后端上设置有第一刹车机构，所述轴芯后端上设置有第二刹车机构，所述主轴箱上设置有油气润滑机构，所述第一刹车机构通过压力装置驱动。

所述第一刹车机构机构包括尾座，所述尾座固定连接在主轴箱后端，所述尾座与轴芯同轴设置，所述尾座上固定连接有连接座，所述连接座与轴芯同轴设置，所述连接座上设置有沉孔，且沉孔均布排列在连接座的侧壁上，所述沉孔中安装有弹簧，所述连接座的侧壁与轴芯保持垂直状态，且侧壁上固定安装有固定刹车片，所述轴芯刹车片润滑输入接头及固定刹车片储油点固定连接在连接座上。

所述第二刹车机构机构包括嵌入套，所述嵌入套固定安装在轴芯后端，所述嵌入套一侧依次设置垫片、轴芯刹车片以及牙套，所述嵌入套和牙套通过螺钉固定连接，所述牙套与轴芯后端端面之间设置可以调节刹车片间隙有间隙片。

所述油路润滑机构设置在主轴箱外侧，所述油路润滑机构包括固定刹车片储油点和轴芯刹车片润滑输入接头，所述油路润滑机构中的油路输入点和气路机构中的气路输入点通过管道汇集输入到相应的固定刹车片储油点和轴芯刹车片润滑输入接头当中。

所述压力装置包括驱动压力输入点，所述驱动压力输入点通过三通阀分别输入到安装盘对称分布的下驱动压力输入点和上驱动压力输入点。

优选的，所述主轴箱后端固定安装有安装盘，所述固定刹车片设置在连接座与安装盘之间，所述安装盘与轴芯同轴设置，所述安装盘内设置有滑动轴，所述滑动轴与轴芯同轴设置，所述滑动轴两侧分别设置有前活塞密封圈与后活塞密封圈。

优选的，所述固定刹车片上设置有固定刹车片凹槽。

优选的，所述轴芯刹车片润滑输入接头与连接座固定连接。

优选的，所述轴芯刹车片上设置有轴芯刹车片凹型储油槽。

优选的，所述固定刹车片储油点及轴芯刹车片润滑输入接头相通。

优选的，所述连接座上设置有能够储备固定刹车储油点的固定刹车片储油槽。

（三）有益效果

本发明提供了一种机床主轴碟刹制动装置，具备以下有益效果：

1、本发明通过压力装置可以推动第一刹车机构朝第二刹车机构轴向移动，当第一刹车机构与第二刹车机构进行接触时，由于轴芯刹车片随轴芯旋转运动，与固定刹车片之间产生较大的摩擦力，从而通过固定刹车片对轴芯刹车片施加的摩擦力对轴芯实现摩擦刹车制动。并且由于固定刹车片对轴芯刹车片施加的力为正向压力，且接触面大，从而使得刹车效率更好且更平稳。

2、本发明中的压力装置通过管道的对称排布，将压力输入到滑动轴的密闭空间之中，滑动轴的轴向运动迫使第一刹车机构的固定刹车片与第二刹车机构的轴芯刹车片做正向压力，从而达到制动效果，由于驱动压力的消失，第一刹车机构中均布排列自动回弹机构将第一刹车中的固定刹车片正向反压力回弹之原位，从而使滑动轴会到原有的位置，确保第一刹车机构中的固定刹车片与第二刹车机构中的轴芯刹车片有相对运动而不磨擦，在分离和即将接触时的两个时间段中，油路润滑机构将会进行运作，将油气打入到相对运动的刹车片上，从而减少刹车片之间的磨损，这样既可以达到固定刹车片与轴芯刹车片之间的摩擦制动也可以润滑减少磨损。

附图说明

图1为本发明本发明油气混合装置及驱动压力输入示意图；

图2 本发明碟刹装置结构示意图；

图3 本发明固定刹车片储油及轴芯刹车片储油和弹簧排布示意图；

图4 本发明轴芯刹车储油结构示意图；

图5 本发明第二刹车机构中的轴芯刹车片的结构示意图；

图6 本发明第一刹车机构中的固定刹车片结构示意图。

图中：1、轴芯；2、牙套；3、间隙片；4、安装盘；5、固定刹车片；6、连接座；7、垫片；8、嵌入套；9、弹簧；10、轴芯刹车片；11、前活塞密封圈；12、滑动轴；13、后活塞密封圈；15、三通阀；16、轴芯刹车片润滑输入接头；17、固定刹车片储油点；18、油路输入点；19、气路输入点；20、电机；21、主轴箱；22、前轴承；23、后轴承；1501、下驱动压力输入点；1502、上驱动压力输入点；1503、驱动压力输入点；6001、固定刹车片储油槽；5001、固定刹车片凹槽；1001、轴芯刹车片凹型储油槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-6所示，本发明提供一种技术方案：一种机床主轴碟刹制动装置，包括主轴箱21和转动穿设于主轴内的轴芯1，轴芯1固定安装在主轴箱21两侧所设前轴承22及后轴承23上，主轴箱21内部固定安装有用于驱动轴芯1做旋转运动的电机20，轴芯1后端延伸至主轴外侧且固定安装在主轴箱21上，主轴后端上设置有第一刹车机构，轴芯1后端上设置有第二刹车机构，主轴箱21上设置有油气润滑机构，第一刹车机构通过压力装置驱动。通过压力装置驱动第一刹车机构向第二刹车机构移动，当第一刹车机构与第二刹车机构接触时，由于第二刹车机构轴芯1运转，与第一刹车机构之间产生较大的摩擦力，从而通过第一刹车机构与第二刹车机构施加的摩擦力对轴芯实现摩擦刹车，由于摩擦将会导致零件损耗，在第一刹车机构侧设置有油气润滑机构，确保摩擦中零件的损耗降至最低，这样既确保了刹车的可靠性又降低了零件的摩擦损耗。

当压力驱动消失时，根据第一刹车机构自带的回弹装置特性，将第一刹车机构与第二刹车机构驱动分开，避免接触，从而可以使轴芯1带动的第二刹车机构随轴芯电机20相对第一刹车机构旋转运动。

第一刹车机构机构包括尾座14，尾座14固定连接在主轴箱21后端，尾座14与轴芯1同轴设置，尾座14上固定连接有连接座6，连接座6与轴芯1同轴设置，连接座6上设置有沉孔，且沉孔均布排列在连接座6的侧壁上，沉孔中安装有弹簧9，连接座6的侧壁与轴芯1保持垂直状态，且侧壁上固定安装有固定刹车片5，轴芯刹车片润滑输入接头16及固定刹车片储油点17固定连接在连接座6上，通过轴芯刹车片润滑输入接头16及固定刹车片储油点17给固定刹车片5润滑，通过连接座6的特殊处理可以让弹簧9是与轴芯1保持平行状态且使弹簧9在运动时有足够的避让回弹空间，平行均布放置确保固定刹车片(5与弹簧9有反向正向力。

第二刹车机构机构包括嵌入套8，嵌入套8固定安装在轴芯1后端，嵌入套8一侧依次设置垫片7、轴芯刹车片10以及牙套2，嵌入套8和牙套2通过螺钉固定连接，牙套2与轴芯1后端端面之间设置可以调节刹车片间隙有间隙片3，使得嵌入套8可以轴向调节，确保轴芯刹车片10与固定刹车片5有合适的压缩摩擦空间，间隙片3是通过测量固定刹车片5与轴芯刹车片10之间的间隙进行配磨，从而达到合适的摩擦空间。

油路润滑机构设置在主轴箱21外侧，油路润滑机构包括固定刹车片储油点17和轴芯刹车片润滑输入接头16，油路润滑机构中的油路输入点18和气路机构中的气路输入点19通过管道汇集输入到相应的固定刹车片储油点17和轴芯刹车片润滑输入接头16当中，根据图一所示，第一刹车机构中的固定刹车片5的润滑点是通过连接座6中的固定刹车片储油点17进行输入，第二刹车机构中的轴芯刹车片10的润滑点也是通过连接座6的轴芯刹车片润滑输入接头16进行输入，两点的润滑输入点通过油路输入系统中的油路输入点18及气路系统的气路输入点19汇集在一起，经过混合将油气润滑打入到相应的输入点，达到润滑效果及减少两刹车片由于摩擦导致温度过高而产生的的散热。

压力装置包括驱动压力输入点1503，驱动压力输入点1503通过三通阀15分别输入到安装盘4对称分布的下驱动压力输入点1501和上驱动压力输入点1502，确保在压力输入时，能量能够均匀的储备在滑动轴12﹑前活塞密封圈11﹑后活塞密封圈13组成的密闭空间之中，由于压力的不断输入，密闭空间压强不断增强，迫使滑动轴12做轴向运动，当滑动轴12端面接触到固定刹车片5侧壁时，由于压力的增强，可以使固定刹车片5挤压轻微变形，固定刹车片5的轴向运动让原本静止的弹簧9压缩变形，储备反向力在驱动压力消失时能够使固定刹车片5恢复到原有状态，固定刹车片5的挤压变形使其与旋转轴上的轴芯刹车片10摩擦达到阻力，从而达到刹车止停的效果。

进一步的，主轴箱21后端固定安装有安装盘4，固定刹车片5设置在连接座6与安装盘4之间，安装盘4与轴芯1同轴设置，安装盘4内设置有滑动轴12，滑动轴12与轴芯1同轴设置，滑动轴12两侧分别设置有前活塞密封圈11与后活塞密封圈13，使用时，滑动轴12在安装盘4内可以做轴向方向运动，且滑动顺畅无阻力，确保滑动轴12之间的压力保持且无损耗；通过设置前活塞密封圈11与后活塞密封圈13，可以让压力输入保持在一个密闭的空间之中。

进一步的，固定刹车片5上设置有固定刹车片凹槽5001，固定刹车片5由于大面积接触，摩擦阻力大且零件表面磨损较为严重中，通过设置固定刹车片凹槽5001可以达到大阻力且降低磨损，该凹槽可以通过其他形式显现，主要是减少接触面且增强固定刹车片5的塑性变形。

进一步的，轴芯刹车片润滑输入接头16与连接座6固定连接，通过轴芯刹车片润滑输入接头16对轴芯刹车片10进行润滑。

进一步的，轴芯刹车片10上设置有轴芯刹车片凹型储油槽1001，根据图四与图五所示，在第二刹车机构的轴芯刹车片10在运动摩擦时同样有磨损情况，通过在连接座6上设置的轴芯刹车片润滑输入接头16进行润滑油的输入，直接将润滑油输入到轴芯刹车片10上，为了确保润滑充分及轴芯刹车片10能够储备相对较为充足的润滑油，通过设置有轴芯刹车片凹型储油槽1001可以储存进行油气混合的润滑油，不至于在相对运动时润滑油通过圆周力进行甩出。

进一步的，固定刹车片储油点17及轴芯刹车片润滑输入接头16相通，通过轴芯刹车片润滑输入接头16及固定刹车片储油点17给固定刹车片5润滑。

进一步的，连接座6上设置有能够储备固定刹车片储油点17的固定刹车片储油槽6001，使用时，在图三中固定刹车片储油点17输入到固定刹车片储油槽6001，通过该区域的空间及固定刹车片凹槽5001的空间，将油气混合的润滑油均匀的喷涂在固定刹车片5上，达到润滑效果。

综上可得，本发明的工作流程：使用时，压力装置将压力输入到滑动轴12的密闭空间之中，滑动轴12的轴向运动迫使第一刹车机构朝第二刹车机构轴向移动，当第一刹车机构与第二刹车机构进行接触时，由于轴芯刹车片10随轴芯1旋转运动，与固定刹车片5之间产生较大的摩擦力，从而通过固定刹车片5对轴芯刹车片10施加的摩擦力对轴芯1实现摩擦刹车制动。并且由于固定刹车片5对轴芯刹车片10施加的力为正向压力，且接触面大，从而使得刹车效率更高且更平稳，此外，当驱动压力的消失时，第一刹车机构中均布排列自动回弹机构将第一刹车中的固定刹车片5正向反压力回弹之原位，从而使滑动轴12回到原有的位置，确保第一刹车机构中的固定刹车片5与第二刹车机构中的轴芯刹车片10有相对运动而不磨擦，在分离和即将接触时的两个时间段中，油路润滑机构将会进行运作，将油气打入到相对运动的刹车片上，从而减少刹车片之间的磨损，这样既可以达到固定刹车片与轴芯刹车片之间的摩擦制动也可以润滑减少磨损。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种机床主轴碟刹制动装置，其特征在于：包括主轴箱（21）和转动穿设于主轴内的轴芯（1），所述轴芯（1）固定安装在主轴箱（21）两侧所设前轴承（22）及后轴承（23）上，所述主轴箱(21)内部固定安装有用于驱动轴芯（1）做旋转运动的电机（20），所述轴芯（1）后端延伸至主轴外侧且固定安装在主轴箱（21）上，所述主轴后端上设置有第一刹车机构，所述轴芯（1）后端上设置有第二刹车机构，所述主轴箱（21）上设置有油气润滑机构，所述第一刹车机构通过压力装置驱动；

所述第一刹车机构包括尾座（14），所述尾座（14）固定连接在主轴箱（21）后端，所述尾座（14）与轴芯（1）同轴设置，所述尾座（14）上固定连接有连接座（6），所述连接座（6）与轴芯（1）同轴设置，所述连接座（6）上设置有沉孔，且沉孔均布排列在连接座（6）的侧壁上，所述沉孔中安装有弹簧（9），所述连接座（6）的侧壁与轴芯（1）保持垂直状态，且侧壁上固定安装有固定刹车片（5）；

所述第二刹车机构包括嵌入套（8），所述嵌入套（8）固定安装在轴芯（1）后端，所述嵌入套（8）一侧依次设置垫片（7）、轴芯刹车片（10）以及牙套（2），所述嵌入套（8）和牙套（2）通过螺钉固定连接，所述牙套（2）与轴芯（1）后端端面之间设置有可以调节刹车片间隙的间隙片（3）；使得嵌入套（8）可以轴向调节，确保轴芯刹车片（10）与固定刹车片有合适的压缩摩擦空间，间隙片（3）是通过测量固定刹车片与轴芯刹车片之间的间隙进行配磨，从而达到合适的摩擦空间；

所述油气润滑机构设置在主轴箱（21）外侧，所述油气润滑机构包括固定刹车片储油点（17）和轴芯刹车片润滑输入接头（16），所述轴芯刹车片润滑输入接头（16）及固定刹车片储油点（17）固定连接在连接座（6）上；所述油气润滑机构中的油路输入点（18）和气路机构中的气路输入点（19）通过管道汇集输入到相应的固定刹车片储油点（17）和轴芯刹车片润滑输入接头（16）当中；

所述主轴箱（21）后端固定安装有安装盘（4），所述固定刹车片（5）设置在连接座（6）与安装盘（4）之间，所述安装盘（4）与轴芯（1）同轴设置，所述安装盘（4）内设置有滑动轴（12），所述滑动轴（12）与轴芯（1）同轴设置，所述滑动轴（12）两侧分别设置有前活塞密封圈（11）与后活塞密封圈（13）；

所述压力装置包括驱动压力输入点（1503），所述驱动压力输入点（1503）通过三通阀（15）分别输入到安装盘（4）对称分布的下驱动压力输入点（1501）和上驱动压力输入点（1502）；使用时，压力装置将压力输入到滑动轴（12）、前活塞密封圈（11）﹑后活塞密封圈（13）组成的密闭空间之中，迫使滑动轴轴向运动，当滑动轴端面接触到固定刹车片（5）侧壁时，由于压力的增强，可以使固定刹车片挤压轻微变形，固定刹车片的轴向运动让原本静止的弹簧（9）压缩变形，储备反向力在驱动压力消失时能够使固定刹车片恢复到原有状态，固定刹车片的挤压变形使其与轴芯刹车片（10）摩擦达到阻力，从而达到刹车止停的效果；

所述固定刹车片（5）上设置有固定刹车片凹槽（5001）；通过设置固定刹车片凹槽可以达到大阻力且降低磨损，减少接触面且增强固定刹车片的塑性变形；

所述固定刹车片储油点（17）与轴芯刹车片润滑输入接头（16）相通，通过轴芯刹车片润滑输入接头（16）及固定刹车片储油点（17）给固定刹车片润滑；

所述连接座（6）上设置有能够储备固定刹车片储油点（17）的固定刹车片储油槽（6001），使用时，固定刹车片储油点（17）输入到固定刹车片储油槽（6001），通过该区域的空间及固定刹车片凹槽（5001）的空间，将油气混合的润滑油均匀的喷涂在固定刹车片（5）上，达到润滑效果。

2.根据权利要求1所述的一种机床主轴碟刹制动装置，其特征在于：所述轴芯刹车片润滑输入接头（16）与连接座（6）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种机床主轴碟刹制动装置，其特征在于：所述轴芯刹车片（10）上设置有轴芯刹车片凹型储油槽（1001）。

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