CN114382805A - 主轴刹车系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种主轴刹车系统。主轴刹车系统包括：安装组件，具有安装孔和安装凹部；主轴，包括主轴本体和配合部，配合部设置在主轴本体的外周面上，主轴本体可转动地设置在安装孔内；电磁结构，设置在安装凹部内，给电磁结构通电后，电磁结构与配合部磁性吸合，以对主轴进行制动。本发明有效地解决了现有技术中刹车系统的加工难度较大且存在漏液风险而影响主轴正常运行的问题。

Description

主轴刹车系统

技术领域

本发明涉及主轴刹车技术领域，具体而言，涉及一种主轴刹车系统。

背景技术

目前，主轴作为机床中的核心部件，其工作性能直接影响到机床的加工质量和生产效率。在主轴运行过程中，当需要主轴降速时，需要使用制动系统或者刹车系统对主轴进行制动、降速。在现有技术中，通常在主轴上设置刹车片，通过液压驱动刹车盘靠近刹车片运动，以使刹车盘与刹车片面接触并实现刹车。

然而，刹车片的加工难度较大，若刹车片过薄，刹车时容易导致刹车片发生扭曲；若刹车片的薄厚不均，在主轴运转时会影响主轴动平衡。其次，上述刹车系统的液压机构对密封性要求较高，一旦密封件发生磨损导致漏液，则必须停机维修，降低了主轴的使用寿命，增加了维修成本。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种主轴刹车系统，以解决现有技术中刹车系统的加工难度较大且存在漏液风险而影响主轴正常运行的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种主轴刹车系统，包括：安装组件，具有安装孔和安装凹部；主轴，包括主轴本体和配合部，配合部设置在主轴本体的外周面上，主轴本体可转动地设置在安装孔内；电磁结构，设置在安装凹部内，给电磁结构通电后，电磁结构与配合部磁性吸合，以对主轴进行制动。

进一步地，配合部朝向安装组件的表面为磁吸面，电磁结构与磁吸面相对设置；其中，给电磁结构通电后，电磁结构与磁吸面磁性吸合。

进一步地，主轴刹车系统还包括：弹性结构，设置在安装凹部内且位于电磁结构与安装凹部之间；在给电磁结构断电后，弹性结构用于向电磁结构施加朝向远离磁吸面一侧运动的弹性力。

进一步地，弹性结构与电磁结构粘接、或焊接、或铆接。

进一步地，安装凹部的内表面具有连接孔，主轴刹车系统还包括：导向柱，导向柱的一端伸入连接孔内且与连接孔连接，导向柱穿设在电磁结构内，以使电磁结构沿导向柱可滑动地设置；其中，导向柱为多个，多个导向柱沿电磁结构的周向间隔设置。

进一步地，导向柱与弹性结构间隔设置。

进一步地，电磁结构朝向弹性结构的表面上设置有绝磁材料涂层。

进一步地，电磁结构呈环形，安装凹部为环形槽，环形槽与电磁结构同轴设置。

进一步地，电磁结构为多个，各电磁结构呈弧形，安装凹部为多个，多个安装凹部与多个电磁结构一一对应地设置。

进一步地，安装组件具有导线安装槽，导线安装槽与安装凹部连通，主轴刹车系统还包括：导线，电磁结构通过导线与电源电连接，导线设置在导线安装槽内。

进一步地，磁吸面和/或电磁结构朝向磁吸面的表面上电镀耐磨材料。

进一步地，电磁结构呈板状，电磁结构的两个板面分别朝向弹性结构和磁吸面，电磁结构朝向安装凹部的第一端面上设置有绝磁材料涂层；和/或，电磁结构朝向安装凹部的第二端面上设置有绝磁材料涂层；其中，第一端面和第二端面相对设置。

应用本发明的技术方案，主轴由金属材质制成，主轴刹车系统包括电磁结构，电磁结构可与配合部磁性吸合，进而对主轴进行制动或者减速。这样，当需要对主轴进行制动或者在特定角度定位时，给电磁结构通电，电磁结构上产生磁场并与主轴磁性吸合，以减小主轴的转速，进而实现了主轴刹车系统对主轴的制动或者减速。在对主轴完成制动或者减速后，给电磁结构断电，以使电磁结构与主轴分离，此时主轴可继续转动。

这样，与现有技术中使用刹车片和液压驱动对主轴进行制动相比，本申请中的主轴刹车系统采用电磁吸合的方式对主轴进行制动，无需额外安装刹车片且无需液压驱动，进而解决了现有技术中刹车系统的加工难度较大且存在漏液风险而影响主轴正常运行的问题，降低了主轴刹车系统的加工难度，也降低了工作人员的劳动强度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的主轴刹车系统的实施例一的剖视图；

图2示出了图1中的主轴刹车系统的爆炸图；

图3示出了根据本发明的主轴刹车系统的实施例二的剖视图；以及

图4示出了图3中的主轴刹车系统的爆炸图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、安装组件；11、安装孔；12、安装凹部；13、轴套；14、法兰；20、主轴；21、主轴本体；22、配合部；221、磁吸面；30、电磁结构；40、弹性结构；50、导向柱；60、导线；70、轴承结构；80、电缆接头。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

为了解决现有技术中刹车系统的加工难度较大且存在漏液风险而影响主轴正常运行的问题，本申请提供了一种主轴刹车系统。

实施例一

如图1和图2所示，主轴刹车系统包括安装组件10、主轴20及电磁结构30。其中，安装组件10具有安装孔11和安装凹部12。主轴20包括主轴本体21和配合部22，配合部22设置在主轴本体21的外周面上，主轴本体21可转动地设置在安装孔11内。电磁结构30设置在安装凹部12内，给电磁结构30通电后，电磁结构30与配合部22磁性吸合，以对主轴20进行制动。

应用本实施例的技术方案，主轴20由金属材质制成，主轴刹车系统包括电磁结构30，电磁结构30可与配合部22磁性吸合，进而对主轴20进行制动或者减速。这样，当需要对主轴20进行制动或者在特定角度定位时，给电磁结构30通电，电磁结构30上产生磁场并与主轴20磁性吸合，以减小主轴20的转速，进而实现了主轴刹车系统对主轴20的制动或者减速。在对主轴20完成制动或者减速后，给电磁结构30断电，以使电磁结构30与主轴20分离，此时主轴20可继续转动。

这样，与现有技术中使用刹车片和液压驱动对主轴进行制动相比，本实施例中的主轴刹车系统采用电磁吸合的方式对主轴20进行制动，无需额外安装刹车片且无需液压驱动，进而解决了现有技术中刹车系统的加工难度较大且存在漏液风险而影响主轴正常运行的问题，降低了主轴刹车系统的加工难度，也降低了工作人员的劳动强度。

在本实施例中，主轴20由钢材制成。

如图1所示，安装组件10包括法兰14和轴套13，轴套13套设在部分法兰14外，法兰14具有安装凹部12，部分轴套13的内孔和部分法兰14的内孔形成安装孔11。法兰14和轴套13固定连接且相对于主轴20固定不动。

在本实施例中，通过电磁结构30与配合部22之间的磁性吸合实现制动，以使刹车时间缩短，实现了快速制动或者在特定角度定位。

如图1所示，配合部22朝向安装组件10的表面为磁吸面221，电磁结构30与磁吸面221相对设置。其中，给电磁结构30通电后，电磁结构30与磁吸面221磁性吸合。这样，上述设置增大了电磁结构30与主轴20之间的接触面积，进而增大了二者之间的磁性吸合力，提升了主轴刹车系统的制动效率。

具体地，给电磁结构30通电后，电磁结构30朝向磁吸面221运动，直至与磁吸面221磁性吸合，以对主轴20进行制动。给电磁结构30断电后，电磁结构30可朝向远离磁吸面221的一侧运动，直至与磁吸面221分离。

在本实施例中，磁吸面221为第一平面，电磁结构30朝向磁吸面221的表面为第二平面，第一平面与第二平面相互平行设置。

如图1和图2所示，主轴刹车系统还包括弹性结构40。其中，弹性结构40设置在安装凹部12内且位于电磁结构30与安装凹部12之间。在给电磁结构30断电后，弹性结构40用于向电磁结构30施加朝向远离磁吸面221一侧运动的弹性力。这样，在给电磁结构30断电后，弹性结构40向电磁结构30施加朝向远离磁吸面221一侧运动的弹性力，以确保电磁结构30能够与磁吸面221分离，此时主轴20可正常转动。

在本实施例中，弹性结构40为弹簧。给电磁结构30通电后，电磁结构30朝向磁吸面221运动，此时弹簧被拉伸；给电磁结构30断电后，弹簧恢复至初始状态并带动电磁结构30朝向远离磁吸面221的一侧运动，以实现电磁结构30与磁吸面221的分离。

可选地，弹簧的延伸方向与电磁结构30的运动方向一致。

可选地，弹性结构40与电磁结构30粘接、或焊接、或铆接。这样，上述设置不仅提升了弹性结构40与电磁结构30的连接稳定性，避免二者之间发生相互脱离而影响电磁结构30与配合部22的分离；也使得弹性结构40与电磁结构30的连接方式更加多样性，以满足不同的使用需求和工况，提升了工作人员的加工灵活性。

在本实施例中，弹性结构40与电磁结构30粘接。具体地，弹性结构40的一端与电磁结构30粘接，弹性结构40的另一端与安装凹部12的内表面粘接。

如图1所示，安装凹部12的内表面具有连接孔，主轴刹车系统还包括导向柱50。导向柱，导向柱50的一端伸入连接孔内且与连接孔连接，导向柱50穿设在电磁结构30内，以使电磁结构30沿导向柱50可滑动地设置。这样，导向柱50的上述设置不仅对电磁结构30在其周向上的移动或窜动进行限位，即限制电磁结构30转动或沿其径向移动，也能够对电磁结构30的运动进行导向，确保电磁结构30能够与磁吸面221磁性吸合或者分离，提升了主轴刹车系统的制动可靠性。

具体地，导向柱50的一端伸入连接孔内且与连接孔固定连接，导向柱50穿设在电磁结构30内，以对电磁结构30的自转或者沿其径向的移动或窜动进行限制，确保电磁结构30仅能够朝向或者远离磁吸面221运动，进一步提升了主轴刹车系统的制动可靠性。

在本实施例中，导向柱50的延伸方向与主轴本体21的中心轴相互平行设置。

可选地，导向柱50为多个，多个导向柱50沿电磁结构30的周向间隔设置。这样，上述设置不仅提升了导向柱50对电磁结构30的限位可靠性，也使得导向柱50的设置个数更加灵活，以满足不同的使用需求和工况，也提升了工作人员的加工灵活性。

在本实施例中，导向柱50为两个。需要说明的是，导向柱50的个数不限于此，可根据工况和使用需求进行调整。可选地，导向柱50为三个、或四个、或五个、或多个。

可选地，多个导向柱50绕主轴本体21的中心轴间隔设置。

在本实施例中，导向柱50与弹性结构40间隔设置。这样，上述设置使得导向柱50和弹性结构40在主轴刹车系统内的布局更加合理，防止二者之间发生运动干涉而影响主轴刹车系统的运行可靠性。

在本实施例中，电磁结构30朝向弹性结构40的表面上设置有绝磁材料涂层。这样，给电磁结构30通电后，上述设置防止电磁结构30朝向远离磁吸面221的一侧运动而导致主轴刹车系统制动失效，提升了主轴刹车系统对主轴的制动可靠性。

如图1和图2所示，电磁结构30呈环形，安装凹部12为环形槽，环形槽与电磁结构30同轴设置。这样，上述设置使得电磁结构30和安装凹部12的结构更加简单，容易加工、实现，降低了主轴刹车系统的加工成本和加工难度。

需要说明的是，环形槽与电磁结构30同轴设置指的是环形槽的中心轴与电磁结构30的中心轴同轴设置。

如图1所示，安装组件10具有导线安装槽，导线安装槽与安装凹部12连通，主轴刹车系统还包括导线60。其中，电磁结构30通过导线60与电源电连接，导线60设置在导线安装槽内。这样，上述设置使得安装组件10的内部走线更加整洁，便于工作人员后续对导线60进行维护或者更换，降低了工作人员的劳动强度。

具体地，主轴刹车系统还包括电缆接头80，导线60的一端与电缆接头80连接，导线60的另一端与电磁结构30电连接，电缆接头80与电源电连接，以使主轴刹车系统与电源的导通或者断开更加容易、简便，降低了工作人员的操作难度。

可选地，磁吸面221和/或电磁结构30朝向磁吸面221的表面上电镀耐磨材料。这样，在电磁结构30与磁吸面221磁性吸合时，主轴刹车系统对主轴20进行制动，刚开始时电磁结构30与磁吸面221之间存在相对转动，上述设置减少了二者的结构磨损，进而延长了主轴刹车系统的使用寿命。

可选地，电磁结构30呈板状，电磁结构30的两个板面分别朝向弹性结构40和磁吸面221，电磁结构30朝向安装凹部12的第一端面上设置有绝磁材料涂层；和/或，电磁结构30朝向安装凹部12的第二端面上设置有绝磁材料涂层；其中，第一端面和第二端面相对设置。这样，给电磁结构30通电后，上述设置进一步确保电磁结构30朝向磁吸面221运动，直至与磁吸面221磁性吸合，进而提升了主轴刹车系统对主轴20的制动可靠性和制动效率。

如图1所示，主轴刹车系统还包括轴承结构70，轴承结构70套设在主轴20外，以用于对主轴20进行支撑。

具体地，主轴刹车系统的工作原理如下：

在主轴20运转时，主轴20相对于法兰14和轴套13转动。当需要主轴20紧急停转或快速分度定位时，给电磁结构30通电，由于电磁结构30与弹性结构40的接触面上设置有绝磁材料涂层，使得电磁结构30只能沿主轴20的轴向向右移动(朝向磁吸面221移动)，直至吸合在磁吸面221上，以对磁吸面221产生摩擦力矩，通过电磁结构30与磁吸面221之间产生的摩擦力矩对主轴20实现刹车。给电磁结构30断电时，在弹性结构40的弹性力作用下，电磁结构30沿主轴20的轴向向左移动(朝向远离磁吸面221的一侧移动)，直至与磁吸面221分离，此时主轴20可自由转动。

实施例二

实施例二中的主轴刹车系统与实施例一的区别在于：电磁结构30的形状和个数不同。

可选地，电磁结构30为多个，各电磁结构30呈弧形，安装凹部12为多个，多个安装凹部12与多个电磁结构30一一对应地设置。这样，上述设置使得电磁结构30的个数选取、形状选择更加灵活，以满足不同的使用需求和工况，也提升了工作人员的加工灵活性。

如图3和图4所示，电磁结构30为两个，各电磁结构30呈弧形，安装凹部12为两个，两个安装凹部12与两个电磁结构30一一对应地设置，给两个电磁结构30同时通电后，两个电磁结构30均朝向磁吸面221运动，直至与磁吸面221磁性吸合，以实现主轴刹车系统对主轴20的制动或者快速分度定位。

需要说明的是，电磁结构30的个数不限于此，可根据工况和使用需求进行调整。可选地，电磁结构30为三个、或四个、或五个、或六个、或多个。

需要说明的是，安装凹部12的个数不限于此，可根据工况和使用需求进行调整。可选地，安装凹部12为三个、或四个、或五个、或六个、或多个。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

主轴由金属材质制成，主轴刹车系统包括电磁结构，电磁结构可与配合部磁性吸合，进而对主轴进行制动或者减速。这样，当需要对主轴进行制动或者在特定角度定位时，给电磁结构通电，电磁结构上产生磁场并与主轴磁性吸合，以减小主轴的转速，进而实现了主轴刹车系统对主轴的制动或者减速。在对主轴完成制动或者减速后，给电磁结构断电，以使电磁结构与主轴分离，此时主轴可继续转动。

这样，与现有技术中使用刹车片和液压驱动对主轴进行制动相比，本申请中的主轴刹车系统采用电磁吸合的方式对主轴进行制动，无需额外安装刹车片且无需液压驱动，进而解决了现有技术中刹车系统的加工难度较大且存在漏液风险而影响主轴正常运行的问题，降低了主轴刹车系统的加工难度，也降低了工作人员的劳动强度。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种主轴刹车系统，其特征在于，包括：

安装组件(10)，具有安装孔(11)和安装凹部(12)；

主轴(20)，包括主轴本体(21)和配合部(22)，所述配合部(22)设置在所述主轴本体(21)的外周面上，所述主轴本体(21)可转动地设置在所述安装孔(11)内；

电磁结构(30)，设置在所述安装凹部(12)内，给所述电磁结构(30)通电后，所述电磁结构(30)与所述配合部(22)磁性吸合，以对所述主轴(20)进行制动。

2.根据权利要求1所述的主轴刹车系统，其特征在于，所述配合部(22)朝向所述安装组件(10)的表面为磁吸面(221)，所述电磁结构(30)与所述磁吸面(221)相对设置；其中，给所述电磁结构(30)通电后，所述电磁结构(30)与所述磁吸面(221)磁性吸合。

3.根据权利要求2所述的主轴刹车系统，其特征在于，所述主轴刹车系统还包括：

弹性结构(40)，设置在所述安装凹部(12)内且位于所述电磁结构(30)与所述安装凹部(12)之间；在给所述电磁结构(30)断电后，所述弹性结构(40)用于向所述电磁结构(30)施加朝向远离所述磁吸面(221)一侧运动的弹性力。

4.根据权利要求3所述的主轴刹车系统，其特征在于，所述弹性结构(40)与所述电磁结构(30)粘接、或焊接、或铆接。

5.根据权利要求3所述的主轴刹车系统，其特征在于，所述安装凹部(12)的内表面具有连接孔，所述主轴刹车系统还包括：

导向柱(50)，所述导向柱(50)的一端伸入所述连接孔内且与所述连接孔连接，所述导向柱(50)穿设在所述电磁结构(30)内，以使所述电磁结构(30)沿所述导向柱(50)可滑动地设置；

其中，所述导向柱(50)为多个，多个所述导向柱(50)沿所述电磁结构(30)的周向间隔设置。

6.根据权利要求5所述的主轴刹车系统，其特征在于，所述导向柱(50)与所述弹性结构(40)间隔设置。

7.根据权利要求3所述的主轴刹车系统，其特征在于，所述电磁结构(30)朝向所述弹性结构(40)的表面上设置有绝磁材料涂层。

8.根据权利要求1所述的主轴刹车系统，其特征在于，所述电磁结构(30)呈环形，所述安装凹部(12)为环形槽，所述环形槽与所述电磁结构(30)同轴设置。

9.根据权利要求1所述的主轴刹车系统，其特征在于，所述电磁结构(30)为多个，各所述电磁结构(30)呈弧形，所述安装凹部(12)为多个，多个所述安装凹部(12)与多个所述电磁结构(30)一一对应地设置。

10.根据权利要求1所述的主轴刹车系统，其特征在于，所述安装组件(10)具有导线安装槽，所述导线安装槽与所述安装凹部(12)连通，所述主轴刹车系统还包括：

导线(60)，所述电磁结构(30)通过所述导线(60)与电源电连接，所述导线(60)设置在所述导线安装槽内。

11.根据权利要求2所述的主轴刹车系统，其特征在于，所述磁吸面(221)和/或所述电磁结构(30)朝向所述磁吸面(221)的表面上电镀耐磨材料。

12.根据权利要求3所述的主轴刹车系统，其特征在于，所述电磁结构(30)呈板状，所述电磁结构(30)的两个板面分别朝向所述弹性结构(40)和所述磁吸面(221)，所述电磁结构(30)朝向所述安装凹部(12)的第一端面上设置有绝磁材料涂层；和/或，所述电磁结构(30)朝向所述安装凹部(12)的第二端面上设置有绝磁材料涂层；其中，第一端面和第二端面相对设置。

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