CN114893514B - 一种智能型同轴湿式电磁制动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能型同轴湿式电磁制动器，包括：底座，其中部设置有开口；壳体，设置于底座上，且壳体内部具有空腔，输出轴的一端穿过底座上的开口插入壳体的空腔内；顶盖，盖合在壳体的与底座相对的一端；电磁铁，连接于顶盖的内壁上；承压件，设置在壳体内的空腔内并位于电磁铁和底座之间；碟簧，设置于顶盖和承压件之间，用于向承压件施加远离电磁铁的弹力；摩擦片，设置于壳体内并位于壳体和输出轴之间，用于在承压件的挤压下抱紧输出轴，并在电磁铁得电拉动承压件靠近电磁铁时解除对输出轴的锁紧。通过控制电磁铁是否通电，即可较为便捷地控制是否制动，响应速度较快，且稳定性和安全性较高。

Description

一种智能型同轴湿式电磁制动器

技术领域

本发明涉及采煤设备技术领域，尤其涉及一种智能型同轴湿式电磁制动器。

背景技术

制动器是采煤机上使用的唯一刹车制动部件，制动器的可靠运行关系到采煤机能否正常停车。尤其是在大坡度综采工作面，制动器失效会直接导致采煤机滑坡，发生放大滑事故。目前国内采煤机上使用的制动器都是采用液压形式的，也就是说，液压制动器是靠液压油的压力实现摩擦片的离、合。在液压油的压力达到一定值(一般压力需要达到2MPa)的时候摩擦片才能实现分、离。在液压油压力值为0的时候，摩擦片被碟簧的弹力压紧而紧密结合，实现采煤机的制动。

上述液压式制动器存在以下问题：液压油压力由0MPa到2MPa需要一定的时间，采煤机在大坡度割煤的时候，液压油压力达到设定值的这一时间段内极容易产生滑坡事故。此外，采煤机在割煤过程中，液压制动器的打开压力位2MPa，这个压力值会逐渐衰减，导致摩擦片闭合损坏，采煤机制动失效。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本发明提供一种智能型同轴湿式电磁制动器。技术方案如下：

提供了一种智能型同轴湿式电磁制动器，包括：底座，其中部设置有开口；壳体，设置于所述底座上，且所述壳体内部具有空腔，输出轴的一端穿过所述底座上的开口插入所述壳体的空腔内；顶盖，盖合在所述壳体的与所述底座相对的一端；电磁铁，连接于所述顶盖的内壁上；承压件，设置在所述壳体内的空腔内并位于所述电磁铁和所述底座之间；碟簧，设置于所述顶盖和所述承压件之间，用于向所述承压件施加远离所述电磁铁的弹力；摩擦片，设置于所述壳体内并位于所述壳体和所述输出轴之间，用于在所述承压件的挤压下抱紧所述输出轴，并在所述电磁铁得电拉动所述承压件靠近所述电磁铁时解除对所述输出轴的锁紧。

在一种可能的设计中，所述摩擦片包括多个内摩擦片和多个外摩擦片，所述内摩擦片连接于所述输出轴，所述外摩擦片连接于所述壳体，多个所述内摩擦片和多个所述外摩擦片间隔交替分布。

在一种可能的设计中，所述内摩擦片与所述输出轴之间通过花键连接，所述外摩擦片与所述壳体之间通过花键连接。

在一种可能的设计中，还包括：行程传感器和控制器，所述行程传感器和所述控制器电连接；所述行程传感器设置在所述电磁铁和/或所述承压件上，用于检测所述承压件和所述电磁铁之间的距离并向所述控制器发送距离信号；所述控制器用于在接收到的所述距离信号达到设定值时向采煤机主控器发送制动解除信号。

在一种可能的设计中，还包括：温度传感器，设置于所述壳体内，用于检测所述壳体内的温度并将温度信息发送给所述控制器；所述控制器根据所述温度信息控制所述电磁铁的电压和电流。

在一种可能的设计中，所述温度信息超过设定值时，所述控制器增高所述电磁铁的电压并降低电流，所述温度信息降低时，所述控制器降低所述电磁铁的电压并增高电流。

在一种可能的设计中，所述承压件的截面为“H”型结构，其包括承压部和压紧部，所述压紧部环绕所述承压部设置并垂直于所述承压部，所述承压部与所述碟簧和所述电磁铁相对，所述压紧部与所述摩擦片相对。

在一种可能的设计中，所述输出轴的位于所述壳体外部的部分套装有轴承，所述轴承的轴承腔将所述壳体内的摩擦片与牵引齿轮腔连通。

在一种可能的设计中，所述壳体与所述底座之间通过紧固螺栓连接；所述顶盖与所述壳体之间通过紧固螺栓连接；所述顶盖上对应所述电磁铁的位置设置有机械开合螺栓。

本发明技术方案的主要优点如下：本发明提供的智能型同轴湿式电磁制动器，通过控制电磁铁是否通电，即可较为便捷地控制是否制动，与现有技术中的液压制动相比，响应速度较快且不存在机械损失和液压衰减，稳定性和安全性较高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，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为本发明一实施例提供的智能型同轴湿式电磁制动器的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的智能型同轴湿式电磁制动器中控制器的相关连接关系示意图。

附图标记说明：

1-底座、2-壳体、3-顶盖、4-电磁铁、5-承压件、6-碟簧、7-摩擦片、8-花键、9-行程传感器、10-温度传感器、11-轴承、12-紧固螺栓、13-机械开合螺栓、14-接线柱、15-导向密封、16-O型密封圈、X-输出轴。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。

以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。

本发明实施例提供了一种智能型同轴湿式电磁制动器，如附图1所示，包括：底座1，其中部设置有开口；壳体2，设置于底座1上，且壳体2内部具有空腔，输出轴X的一端穿过底座1上的开口插入壳体2的空腔内；顶盖3，盖合在壳体2的与底座1相对的一端；电磁铁4，连接于顶盖3的内壁上；承压件5，设置在壳体2内的空腔内并位于电磁铁4和底座1之间；碟簧6，设置于顶盖3和承压件5之间，用于向承压件5施加远离电磁铁4的弹力；摩擦片7，设置于壳体2内并位于壳体2和输出轴X之间，用于在承压件5的挤压下抱紧输出轴X，并在电磁铁4得电拉动承压件5靠近电磁铁4时解除对输出轴X的锁紧。

以下对本发明实施例提供的智能型同轴湿式电磁制动器的工作原理进行说明：

电磁铁4未得电时，碟簧6的一端抵在顶盖3的内壁上，另一端抵在承压件5上，通过自身弹力推动承压件5向下移动(以附图1所示的方向为基准)。此时，承压件5压紧位于外壳和输出轴X之间的摩擦片7，摩擦片7抱紧输出轴X实现制动。当电磁铁4得电时，电磁铁4产生磁场，承压件5在电磁力作用下向靠近电磁铁4的方向移动，不再压紧摩擦片7，解除对输出轴X的锁紧。

可见，本发明实施例提供的智能型同轴湿式电磁制动器，通过控制电磁铁4是否通电，即可较为便捷地控制是否制动，与现有技术中的液压制动相比，响应速度较快且不存在机械损失和液压衰减，稳定性和安全性较高。

本实施例中，摩擦片7用于在压力作用下锁紧输出轴X，对于其具体结构以下给出一种示例：

可选地，摩擦片7包括多个内摩擦片和多个外摩擦片，内摩擦片连接于输出轴X，外摩擦片连接于壳体2，多个内摩擦片和多个外摩擦片间隔交替分布。如此设置，内摩擦片与输出轴X相对固定，外摩擦片与壳体2相对固定，内摩擦片和外摩擦片间隔交替分布，承压件5施加压力后使得内摩擦片和外摩擦片紧密接触，两者在摩擦力作用下锁紧，进而使得输出轴X与壳体2之间轴向相对静止。

其中，举例来说，内摩擦片的数量可以为11个，外摩擦片的数量可以为10个，从上到下依次按照内摩擦片、外摩擦片、内摩擦片…外摩擦片、内摩擦片的顺序排布，此时，承压件5压紧最上层的内摩擦片。当然，本实施例中对内摩擦片和外摩擦片的数量不作具体限定，位于最上层的也可能为外摩擦片，只要能在压紧时完成锁紧制动，并在外力消失时能自由相对转动即可。

可选地，内摩擦片与输出轴X之间通过花键8连接，外摩擦片与壳体2之间通过花键8连接。花键8连接较为稳固，避免内摩擦片和输出轴X发生相对位移、外摩擦片与壳体2发生相对位移。

在本实施例的一些可选的实现方式中，该智能型同轴湿式电磁制动器还包括：行程传感器9和控制器，行程传感器9和控制器电连接；行程传感器9设置在电磁铁4和/或承压件5上，用于检测承压件5和电磁铁4之间的距离并向控制器发送距离信号；控制器用于在接收到的距离信号达到设定值时向采煤机主控器发送制动解除信号。通过行程传感器9配合控制器，能够精准监测制动器运行状态。

具体地，如附图2所示，行程传感器9输出距离信号到控制器。当距离信号与控制器中设定值相符时，控制器输出信号到采煤机主控器，采煤机主控器在显示屏上显示制动器已打开，采煤机可正常行走。

其中，行程传感器9可以采用涡电流感应式测算法。在承压件5的上部安装线圈，当电磁铁4通电、承压件5被拉升后，承压件5上面安装的线圈会产生电流，线圈与电磁铁4的距离越近，电流值越大。通过测定电流可以进一步算出承压件5的行程。

在本实施例的一些可选的实现方式中，该智能型同轴湿式电磁制动器还包括：温度传感器10，设置于壳体2内，用于检测壳体2内的温度并将温度信息发送给控制器。控制器根据温度信息控制电磁铁4的电压和电流。如此设置，能够根据温度信息进行自适应调节，延长电磁铁4的使用寿命。

示例地，温度信息超过设定值时，也即，温度过高时，控制器增高电磁铁4的电压并降低电流，降低电路损耗，保护线圈。温度信息降低时，控制器降低电磁铁4的电压并增高电流，提高制动安全性。

其中，控制器控制电磁铁4的电压和电流是通过变压器实现的，如附图2所示，控制器与变压器连接，采煤机变压器向变压器输入电压，变压器根据控制器的信号调整输出至电磁铁4的电压。

其中，温度传感器10可以采用非接触式红外测温的方式测量温度信息。

为了便于行程传感器9以及温度传感器10和外界连接实现信号传输，壳体2上还设置有接线柱14，行程传感器9和温度传感器10分别电性连接于接线柱14，通过接线柱14电性连接于控制器，向外发送信号。

在本实施例的一些可选的实现方式中，承压件5的截面为“H”型结构，其包括承压部和压紧部，压紧部环绕承压部设置并垂直于承压部，承压部与碟簧6和电磁铁4相对，压紧部与摩擦片7相对。通过该种结构限定，碟簧6抵在承压部上便于推动承压件5移动，电磁铁4与承压部相对便于产生电磁吸力，承压部作为承力和运动部位。压紧部具有凸出的部分便于压紧摩擦片7。

其中，压紧部与壳体2之间可以设置有导向密封15、O型密封圈16等部件，以进行导向和密封。

其中，壳体2可以为柱筒状，承压件5可以为与壳体2的结构相适配的环形结构，此时，承压部为圆形板体，压紧部为环绕圆形板体设置的环圈。根据实际需求壳体2和承压件5也可以为其它形状，本实施例中对此不作限定。

在本实施例的可选的实现方式中，输出轴X的位于壳体2外部的部分套装有轴承11，轴承11的轴承腔将壳体2内的摩擦片7与牵引齿轮腔连通。如此设置，牵引齿轮腔内的润滑油能够通过轴承腔进入壳体2内摩擦片7所在区域，一方面能够起到降温作用，另一方面能够在输出轴X处于转动状态时，减少内、外摩擦片间的摩擦系数，起到保护摩擦片7的作用。

本实施例中，壳体2与底座1之间可以通过紧固螺栓12连接；顶盖3与壳体2之间可以通过紧固螺栓12连接；便于安装和拆卸。顶盖3上对应电磁铁4的位置设置有机械开合螺栓13，便于取出螺栓观察电磁铁4的运行情况和对电磁铁4进行检修。

为了使底座1与壳体2之间密封较好，底座1与壳体2之间可以设置有O型密封圈16。

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。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种智能型同轴湿式电磁制动器，其特征在于，包括：

底座，其中部设置有开口；

壳体，设置于所述底座上，且所述壳体内部具有空腔，输出轴的一端穿过所述底座上的开口插入所述壳体的空腔内；

顶盖，盖合在所述壳体的与所述底座相对的一端；

电磁铁，连接于所述顶盖的内壁上；

承压件，设置在所述壳体内的空腔内并位于所述电磁铁和所述底座之间；

碟簧，设置于所述顶盖和所述承压件之间，用于向所述承压件施加远离所述电磁铁的弹力；

摩擦片，设置于所述壳体内并位于所述壳体和所述输出轴之间，用于在所述承压件的挤压下抱紧所述输出轴，并在所述电磁铁得电拉动所述承压件靠近所述电磁铁时解除对所述输出轴的锁紧。

2.根据权利要求1所述的智能型同轴湿式电磁制动器，其特征在于，所述摩擦片包括多个内摩擦片和多个外摩擦片，所述内摩擦片连接于所述输出轴，所述外摩擦片连接于所述壳体，多个所述内摩擦片和多个所述外摩擦片间隔交替分布。

3.根据权利要求2所述的智能型同轴湿式电磁制动器，其特征在于，所述内摩擦片与所述输出轴之间通过花键连接，所述外摩擦片与所述壳体之间通过花键连接。

4.根据权利要求1所述的智能型同轴湿式电磁制动器，其特征在于，还包括：行程传感器和控制器，所述行程传感器和所述控制器电连接；

所述行程传感器设置在所述电磁铁和/或所述承压件上，用于检测所述承压件和所述电磁铁之间的距离并向所述控制器发送距离信号；

所述控制器用于在接收到的所述距离信号达到设定值时向采煤机主控器发送制动解除信号。

5.根据权利要求4所述的智能型同轴湿式电磁制动器，其特征在于，还包括：温度传感器，设置于所述壳体内，用于检测所述壳体内的温度并将温度信息发送给所述控制器；

所述控制器根据所述温度信息控制所述电磁铁的电压和电流。

6.根据权利要求5所述的智能型同轴湿式电磁制动器，其特征在于，所述温度信息超过设定值时，所述控制器增高所述电磁铁的电压并降低电流，所述温度信息降低时，所述控制器降低所述电磁铁的电压并增高电流。

7.根据权利要求6所述的智能型同轴湿式电磁制动器，其特征在于，所述承压件的截面为“H”型结构，其包括承压部和压紧部，所述压紧部环绕所述承压部设置并垂直于所述承压部，所述承压部与所述碟簧和所述电磁铁相对，所述压紧部与所述摩擦片相对。

8.根据权利要求1所述的智能型同轴湿式电磁制动器，其特征在于，所述输出轴的位于所述壳体外部的部分套装有轴承，所述轴承的轴承腔将所述壳体内的摩擦片与牵引齿轮腔连通。

9.根据权利要求1所述的智能型同轴湿式电磁制动器，其特征在于，所述壳体与所述底座之间通过紧固螺栓连接；

所述顶盖与所述壳体之间通过紧固螺栓连接；

所述顶盖上对应所述电磁铁的位置设置有机械开合螺栓。