CN201627686U - 碟簧加载式液压盘式制动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碟簧加载式液压盘式制动器，是对现有风力发电机的液压盘式制动器的改进。现有风力发电机主轴制动器主要采用盘式制动器，这种制动器普遍采用“U”字形结构，制动器体类似于悬臂安装，受载变形相对较大，导致制动片接触不均匀，局部磨损快，因此需要经常停机检查更换制动片。此外现有制动器的制动片与制动盘间距小，易刮碰摩擦片，安装、调整不方便。这些问题严重影响了风机的工作效率和制动的可靠性。本实用新型的风力发电机主轴制动器应用有限元结构拓扑优化技术提高了结构刚度；采用菱形制动片增大了接触面积；采用削扁销提高了更换制动片的便利性，适当增大制动片与制动盘安装间距，有效提高了制动器工作效率和可靠性。

Description

碟簧加载式液压盘式制动器

技术领域

本实用新型涉及自动制动器，用于风机正常制动、紧急制动或防止风机在检修等工况下转动；亦可用于其他领域的制动。

背景技术

风力发电作为一种清洁能源，近年来获得了迅猛发展。目前的风力发电机主轴制动器主要采用盘式制动器，为了安装方便，这种制动器普遍采用“U”字形结构，其制动器体类似于悬臂安装，受载变形相对较大，导致制动片接触不均匀，局部磨损快，因此需要经常停机检查更换制动片，严重影响风机工作效率和制动可靠性。此外现有制动片形状类似长方形，容易导致制动片沿边缘接触而中间不接触，严重影响制动的敏捷性、准确性和可靠性。

发明内容

本实用新型的发明目的，在于解决现有制动器存在的结构刚性差、制动片磨损不均匀、制动可靠性不高等问题，提出了一种新型碟簧加载式液压盘式制动器。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种碟簧加载式液压盘式制动器，包括底座、空心轴、被动制动钳、主动制动钳和端盖，其中的被动制动钳通过其钳体上的耳环套装在空心轴上，并可在其上滑动；空心轴与底座则过盈装配；主动制动钳与被动制动钳采用高强度螺栓连接，并形成“U”形钳口，钳口上下均装有菱形制动片；上下制动片间衔制动盘，制动片与制动盘单侧间隙为2～2.5mm；制动力则由端盖内的碟簧提供；当给出指令信号需要制动时，液压系统泄压，碟簧释放，推动油活塞压紧主动侧制动片，随后被动侧跟进，制动器抱闸制动；停止制动时，液压系统上压，碟形碟簧被压缩复位，制动器松闸，主动侧和被动侧分别回退2～2.5mm，完成一次制动，其特征在于：

(1)主动侧制动钳与被动制动钳的连接部位为圆形，并采用高强度螺栓连接；

(2)主动侧制动钳的支撑制动片的部位为菱形，并设有加强筋；

(3)空心轴上还装有定位系统。

所述的定位系统是一种被动侧间隙自动补偿机构，由固定螺钉、销轴、减摩合金轴瓦、开口套和定位板组成，定位板固定在空心轴上并与开口套螺钉连接，开口套中有减摩合金轴瓦，其中装销轴，销轴与开口套及减摩合金轴瓦之间产生相对滑动，从而保持被动侧制动间隙不变。

与现有技术相比较，本实用新型的优点显而易见，主要表现在：

1.流线型外观、集成式油缸，有效减小制动器体积，节约安装空间；

2.加强筋及菱形托架加强制动力作用区域刚度，减小变形；与同类产品相比，制动器结构强度略优，变形减少20％；

3.菱形制动片接触面积大，能够更好地适应制动器体的变形。制动片磨损均匀，使用寿命长，延长检修、更换周期；

4.快换式的缺口削扁销使更换制动片更加便捷，图7、图8为其结构视图。

5.使用高强度螺栓连接主动与被动钳体，增强结构的稳定性；空心轴配合安装用双头螺柱组件将制动器整体压紧于主机上，提高制动器抗扭刚度，减小了底座尺寸。

6.增大了制动片与制动盘安装间隙，调整方便。

附图说明

本实用新型有附图11幅，其中：

图1为本实用新型三维结构示意图；

图2为本实用新型总体结构的主视图；

图3为本实用新型总体结构的俯视图；

图4为主被动制动钳连接螺栓；

图5为制动钳油缸内部剖视图；

图6为被动侧间隙调整机构示意图；

图7、图8为带缺口削扁销结构示意图；

图9为菱形制动片结构示意图；

图10为制动器安装视图；

图11为有限元分析力传递模型。

在图中：1、底座  2、空心轴  3、定位系统  4、被动制动钳  5、主动制动钳  6、高强度螺栓  7、主动侧制动片  8、油活塞  9、碟形弹簧10、端盖  11、固定螺钉  12、销轴  13、减摩合金轴瓦  14、开口套15、定位板  16、带缺口的削扁销  17、双头螺栓组件  18、复位弹簧

具体实施方式

如图1～图10所示的一种碟簧加载式液压盘式制动器，是对现有液压盘式制动器的改进。旨在应用有限元结构拓扑优化技术，以体积最小且结构刚度最大为优化目标，按照最佳载荷传递路径配置材料密集度，确定概念设计框架模型，由此得出最优结构设计方案。该方案提高了结构的刚度，有效减小制动器体变形，使得制动片受载均匀，延长使用寿命，提高了制动敏捷性、准确性和可靠性。图11为根据制动器的受力情况对制动器进行的力传递分析模型，图1、图2、图3为改进后的制动器外形设计。从图1、图11中可以看出，沿力传递路径，增加加强筋设计，增强了制动器的结构刚度以及结构的紧凑性。

该液压盘式制动器主要包括底座1、空心轴2、定位系统3、被动制动钳4、主动制动钳5。主动制动钳5与被动制动钳4通过高强度螺栓6连接在一起；空心轴2与底座1过盈配合；制动过程中整个机构可以在空心轴2上滑动。制动力由端盖10内的碟形弹簧9提供，制动片与制动盘单侧间隙为2～2.5mm。当给出指令信号需要制动时，液压系统泄压，碟形弹簧9释放，推动油活塞8压紧主动侧制动片7，随后被动侧跟进，制动器抱闸制动。停止制动时，液压系统上压，碟形弹簧9被油活塞8压缩复位，制动器松闸，主动侧和被动侧分别回退2～2.5mm，完成一次制动，其特征在于：

该液压盘式制动器主动制动钳5和被动制动钳4连接部位为圆形，并采用高强度螺栓6连接；支撑制动片的部位为菱形，并设置了加强筋。液压盘式制动器采用菱形制动片7，如图9所示。在空心轴1上则设置定位系统3，实际上是被动侧间隙自动补偿机构，由底部调节螺钉控制固定螺钉11在销轴12上长圆槽中的位置，从而设定被动侧摩擦衬垫与制动盘初始间隙。当被动侧摩擦衬垫发生磨损时，销轴12与开口套14、减摩合金轴瓦13之间产生相对滑动，从而保持被动侧制动间隙不变。销轴12与减摩合金轴瓦13之间的摩擦力的大小由开口套14的松紧程度调节，定位板15将该调整机构固定在空心轴上。

该液压盘式制动器采用带缺口的削扁销16固定制动片；压板别在定位销缺口内，再用螺钉固定压板来固定定位销。

该制动器的空心轴中有双头螺柱组件17从中穿过，将制动器整体固定到主机上。

Claims (3)

1.一种碟簧加载式液压盘式制动器，包括底座(1)、空心轴(2)、被动制动钳(4)、主动制动钳(5)和端盖(10)，其中的被动制动钳(4)通过其钳体上的耳环套装在空心轴(2)上，并可在其上滑动；空心轴(2)与底座(1)则过盈装配；主动制动钳(5)与被动制动钳(4)螺栓连接，并形成“U”形钳口，钳口上下均装有菱形制动片；上下制动片间衔制动盘，制动片与制动盘单侧间隙为2～2.5mm；制动力则由端盖(10)内的碟簧(9)提供；当给出指令信号需要制动时，液压系统泄压，碟簧(9)释放，推动油活塞(8)压紧主动侧制动片(7)，随后被动侧跟进，制动器抱闸制动；停止制动时，液压系统上压，碟形碟簧(9)被压缩复位，制动器松闸，主动侧和被动侧分别回退2～2.5mm，完成一次制动，其特征在于：

(1)主动侧制动钳(5)与被动制动钳(4)的连接部位为圆形，并在所述主动与被动制动钳间采用高强度螺栓连接；

(2)主动侧制动钳(5)的支撑制动片(7)的部位为菱形，并设有加强筋；

(3)空心轴(2)上还装有定位系统(3)。

2.根据权利要求1所述的碟簧加载式液压盘式制动器，其特征在于所述的定位系统(3)是一种被动侧间隙自动补偿机构，由固定螺钉(11)、销轴(12)、减摩合金轴瓦(13)、开口套(14)和定位板(15)组成，定位板(15)固定在空心轴(2)上并与开口套(14)螺钉连接，开口套(14)中有减摩合金轴瓦(13)其中装销轴(12)，销轴(12)与开口套(14)及减摩合金轴瓦(13)之间产生相对滑动，从而保持被动侧制动间隙不变。

3.根据权利要求1所述的碟簧加载式液压盘式制动器，其特征在于所述空心轴(2)中有螺栓组件(17)穿过，将所述液压盘式制动器整体固定在主机上。

Images