CN201982542U - 一种用于大型机械的制动器 - Google Patents

Abstract

一种用于大型机械的制动器，包括吊梁、上钳体、下钳体、摩擦片、安装座、复位弹簧、螺旋升降器、碟簧压杆、杠杆和连杆。摩擦片位于上钳体和下钳体之间。吊梁位于电动钳式制动器的中部，两端分别固定在立柱的顶端。复位弹簧套装在立柱上。在吊梁一侧安装有螺旋升降器，碟簧压杆位于上钳体中部杠杆的一端绞接在上钳体上，杠杆的另一端与连杆的一端绞接连杆的另一端与丝杠绞接连杆通过上钳体表面的连接耳片安装在上钳体的上表面。由于本实用新型能够对摩擦片的磨损量自动补偿，具有能耗低、体积小，使用方便的特点，适用于大型机械的制动。

Description

一种用于大型机械的制动器

技术领域

本发明涉及机械领域，具体是一种大型机械用制动器。

背景技术

工业制动器广泛应用于电厂、矿山、航海等有大型设备运行的领域，它不仅有助于生产，并且在设备维修时保证了设备和人员的安全，是一种比较普及的工业机械。目前，市场上销售和设备上使用的制动器结构多种多样，但是大都不够环保、不够安全可靠、控制过程繁琐且没有摩擦片的磨损量的自动补偿功能。

目前应用中制动器主要有三类：液压制动器、气动制动器及电液推杆式制动器。电动钳式制动器在控制方面相对于液压制动器和气压制动器有着简单、直接、可靠的特点。液压制动器及气动制动器是经过电控箱控制泵站进而控制液压制动器和气动制动器的，而电动钳式制动器是直接通过电控箱来控制的，中间少了泵站因此出现故障的机率要小于液压制动器和气动制动器的。液压制动器和气动制动器分别是利用高压油和高压气体来工作的，若密封性不好就会出现液压油和高压气体泄漏的情况，而使得液压制动器和气动制动器失效。液压制动器和气动制动器分为常闭型和常开型，而不论哪种类型的都需要泵站一直提供压力，即泵站要一直处于工作状态。

大连理工大学提出一种风电夹钳浮动盘式制动器。风电制动器通过导向轴相对制动盘轴向滑动，其中在主动钳的一侧设置液压缸，被动钳一侧的摩擦片装在被动钳上，被动钳和主动钳通过螺栓紧固在一起。制动时，液压缸中的液压油被抽回，被压缩的弹簧将主动钳一侧的摩擦片向左推，直至与被动钳上的摩擦片与制动盘相接触，制动盘两侧的摩擦片将制动盘夹紧，使制动盘产生与运动方向相反的制动力矩，促使制动盘停止运动。

该制动器有诸多不足：

1、液压制动器是经过电控箱控制泵站进而控制液压制动器，这样的结构成本高，而且中间环节增多，增大了出现问题的概率。

2、液压制动器是利用高压油工作的，若密封性不好就会出现液压油泄露的情况，而使得液压制动器失效，造成安全隐患。

3、这种液压制动器属于常开型，需要泵站一直提供压力，即泵站要一直处于工作状态，使能耗增加。

4、长期使用使制动盘和摩擦片磨损，需要人工更换或调整整，增加了人员的工作强度和生产的成本。

发明内容

为了克服技术中存在的成本高、存在安全隐患、能耗高以及工作强度大的不足，本发明提出一种用于大型机械的制动器。

本发明包括吊梁、上钳体、下钳体、摩擦片、安装座、复位弹簧和螺旋升降器。摩擦片位于上钳体和下钳体之间。吊梁位于电动钳式制动器的中部，两端分别固定在立柱的顶端；复位弹簧套装在立柱上。其特征在于，还包括碟簧压杆、杠杆和连杆，并且在吊梁一侧安装有螺旋升降器，碟簧压杆位于上钳体中部。杠杆的一端绞接在上钳体上，杠杆的另一端与连杆的一端绞接。连杆的另一端与丝杠绞接。连杆通过上钳体表面的连接耳片安装在上钳体的上表面。螺旋升降器中的蜗杆的一端通过轴承安装在壳体一侧壁上。蜗杆的另一端与安全离合器连接。安全离合器的另一端与连接轴连接。连接轴的另一端通过轴套穿过在壳体另一侧壁，并与位于壳体外的电机输出轴连接。

碟簧压杆包括套顶头和套筒。顶头套装在套筒内，并使套筒内的碟簧套杆嵌入套顶头端面的凹槽内。套筒与套顶头之间间隙配合。碟簧位于套筒内被套装在碟簧套杆上。

套筒为圆形壳体，其内孔一端封闭，在该套筒内封闭端的底部有轴向延伸的圆柱形的碟簧套杆。套顶头一端端面中心有圆形凹槽，该凹槽的直径与圆柱形碟簧套杆的直径相同；在套顶头的另一端端面有受力块。受力块的表面为圆弧形。

在上钳体一端上表面有一对凸出该表面的耳片，该耳片上有连接孔，用于绞接杠杆。

螺旋升降器采用具有过载保护的螺旋升降器。

本发明所采用的螺旋升降器具有自锁功能，因此只有在工作时才会耗能，与液压制动器和气动制动器相比，有效降低了能耗。同时，本发明的体积较电液推杆式制动器要小许多，更加节省空间。

由于本发明的螺旋升降器中采用了安全离合器，当上摩擦片及下摩擦片与制动盘 的间隙一定，电动机的转速也一定时，则制动器每次夹紧和松开制动盘的时间也是一定的。当制动盘被夹紧后，电动机继续转动，安全离合器则会空转，保护了电动机且制动盘所受的摩擦力不变，这样，不仅起到保护电动机及后续传动机构的作用，而且可根据安全离合器自身的特点来实现对制动器简单而有效的控制。同时，采用的安全离合器在保证加紧的情况下，利用加紧时电动机转动的时间比松开时电动机转动的时间稍长一些的方法，不仅实现了制动器制动盘的加紧及松开，而且还实现了摩擦片磨损量的自动补偿，这是其他类型制动器所不具备的。

综上所述，本发明具有结构简单、成本低，使用方便的特点，适用于大型机械的制动。

附图说明

图1是制动器的结构示意图；

图2是制动器的右视图；

图3是制动器的俯视图；

图4是安装座的剖视图；

图5是碟簧压杆的剖视图；

图6是上钳体的主视图；

图7是上钳体的俯视图；

图8是上钳体、下钳体、碟簧压杆、上摩擦片和下摩擦片的装配示意图；

图9是螺旋升降器的结构示意图；

图10是螺旋升降器结构示意图的俯视图。其中：

1.上钳体 2.上摩擦片 3.下钳体 4.下摩擦片 5.挡块 6.碟簧压杆

7.杠杆 8.连杆 9.安装座 10.立柱 11.复位弹簧 12.吊梁

13.螺旋升降器 14.电动机 15.丝杠 16.紧定螺钉 17.套筒 18.碟簧

19.顶头 20.壳体 21.丝杠 22.蜗杆 23.蜗轮 24.上端盖

25.上油封 26.上轴承 27.下端盖 28.下油封 29.下轴承 30.安全离合器

31.连接轴 32.壳体油封 33.轴套

具体实施方式

本实施例包括吊梁12、上钳体1、下钳体3、摩擦片、碟簧压杆6、安装座和螺旋升降器13。其中摩擦片包括上摩擦片2和下摩擦片4。

吊梁12位于电动钳式制动器的中部，两端分别固定在立柱10的顶端；复位弹簧11套装在立柱10上。在吊梁12一侧安装有螺旋升降器，在吊梁12另一侧安装有上钳体1、下钳体3和摩擦片。碟簧压杆6位于电动钳式制动器长度方向的中轴线上，安装在上钳体1中部。杠杆7的一端绞接在上钳体1上，另一端与连杆8的一端绞接；连杆8的另一端与丝杠15绞接。连杆8通过上钳体1表面的连接耳片安装在上钳体1的上表面。

上钳体1一端的下表面与下钳体3一端的上表面配合，并通过三个长螺钉固定。上摩擦片2固定在上钳体1的下表面，下摩擦片4固定在下钳体4的上表面。

挡块5有四块，分别固定在上钳体1和下钳体3两端，用于限定上摩擦片2和下摩擦片4的位置。

碟簧压杆6包括顶头19和套筒17。套筒17为圆形壳体，其内孔一端封闭，在该套筒17内封闭端的底部有轴向延伸的圆柱形碟簧套杆。顶头19为圆形杆件，一端端面中心有圆形凹槽，该凹槽的直径与圆柱形碟簧套杆的直径相同；在顶头19的另一端端面，有方形的受力块，用于承受杠杆的压力；受力块的表面为圆弧形。顶头19装在套筒17内，并使套筒17内的碟簧套杆嵌入顶头19端面的凹槽内；套筒17与顶头19之间间隙配合。碟簧18位于套筒17内被套装在碟簧套杆上。

上钳体1在现有技术的基础上做了改进，具体是，在上钳体1一端上表面有一对凸出该表面的耳片，该耳片上有连接孔，用于连接杠杆7。杠杆7绞接在上钳体1上的一对耳片之间。

本实施例中的下钳体3、摩擦片、安装座和螺旋升降器13均采用现有技术。

安装座由底座9、两个立柱10及两个紧定螺钉16构成。两个立柱10分别装在底座9的两侧的孔内。两个紧定螺钉16从安装座9的两侧两个螺纹孔穿过将两个立柱10分别顶死。

本实施例中，摩擦片2用套有弹簧的螺钉分别装在上钳体1的下部与上钳体1上的两个挡块5之间。摩擦片4装在下钳体3的上部与下钳体3的两个挡块5之间。碟簧压杆6装在上钳体1的孔内且压在装在上钳体1的摩擦片2的背面上。杠杆7的一头通过销轴装在上钳体1上，并压在碟簧压杆6的顶头19的正上方，杠杆7的另一端用销轴与连杆8相连接。螺旋升降器13通过若干螺钉固定在上钳体1及下钳体3的后部。固定在一起的上钳体1与下钳体3通过下钳体3上的导柱孔装在安装座9的立柱10上。两个复位弹簧11分别装在两个立柱10上且在下钳体3之上。吊梁12通过螺钉固定在两个立柱10的顶端。连杆8通过销轴与丝杠15连接。电动机14的轴插在轴套33的孔里且用螺钉将电动机14固定在螺旋升降器13上。

螺旋升降器13包括壳体20、上端盖24、下端盖27、丝杠21、蜗杆22、蜗轮23和安全离合器30。其中，壳体20是下端盖27、丝杠21和蜗杆22的载体。蜗杆22位于壳体20内一侧中部的蜗杆槽内；在蜗杆22的两侧固定有上端盖24和下端盖27，丝杠2穿过上端盖24和下端盖27的中心孔。蜗轮23位于上端盖24和下端盖27之间，被套装在丝杠2上，并与位于壳体内一侧中部的蜗杆配合。上轴承26和下轴承10位于上端盖24和下端盖27之间，均与蜗轮23配合。在上轴承26和下轴承10与上端盖24和下端盖27之间分别安装有上油封25和下油封28。

螺旋升降器的蜗杆22的一端通过轴承安装在壳体20一侧壁上；蜗杆22的另一端与联轴型安全离合器30的联结轴连接。安全离合器30的另一端与连接轴31连接。连接轴31的另一端通过轴套33穿过在壳体20另一侧壁，并与位于壳体20外的电机输出轴连接。轴套33与壳体20壁之间有轴承，并通过壳体油封32密封。

螺旋升降器13通过电动机14驱动螺旋升降器13，电动机14带动轴套33转动。轴套33带动轴26上的安全离合器30转动。安全离合器30带动轴24上的蜗杆16转动。蜗杆16带动蜗轮17转动。转动的蜗轮17的内螺纹会将丝杠15向下拉。向下运动的丝杠15将拉着连杆8向下运动。向下运动的连杆8拉着杠杆7顺时针向下转动。向下转动的杠杆7将把碟簧压杆6向下压。碟簧压杆6把上摩擦片2压向制动盘。因制动盘给上摩擦片2的反作用力，会使上钳体1与下钳体3顺着立柱10向上运动，直到下钳体3上的下摩擦片4紧紧压在制动盘上。因受到巨大的摩擦力的作用，制动盘会减速直到停止转动。

若要制动盘不再受摩擦力的作用，则只需使电动机14反向转动，丝杠15向上运动，杠杆8将逆时针向上转动，杠杆7对碟簧压杆6的压力逐渐减小直到为零，同时复位弹簧11会推动上钳体1和下钳体3复位，上摩擦片2和下摩擦片4将不再压着制动盘，此后制动盘将恢复转动。

碟簧压杆6不仅起到下压上摩擦片2和缓冲的作用，还起到储能的作用。当制动盘被夹紧后，电动机14将断电停转，由于各零件间客观存在的微小缝隙，巨大的压力会使各零件逆向运动。若采用实心压杆，则摩擦片2和摩擦片4对制动盘的摩擦力有 降为零的可能，而碟簧压杆6却可在这种情况下依然使制动盘受到很大的摩擦力的作用。

由丝杠15、蜗轮17及蜗杆16所构成的传动机构具有自锁功能，所以即使电动机14断电停转，整个传动机构和传力机构也不会失效。

螺旋升降器13中的安全离合器30不仅起到保护电动机14及后续传动机构的作用，而且可根据安全离合器30自身的特点来实现对电动钳式制动器简单而有效的控制。具体原理及实施方法如下：当上摩擦片2及下摩擦片4与制动盘的间隙一定，电动机14的转速也一定时，则制动器每次夹紧和松开制动盘的时间也是一定的。当制动盘被夹紧后，电动机14继续转动，安全离合器30则会空转，保护了电动机14且制动盘所受的摩擦力不变。假设1秒制动器可将制动盘夹紧，则1.5秒制动器就一定能将制动盘夹紧，那么再用1秒松开制动盘，则此时上摩擦片2及下摩擦片4与制动盘的间隙与未开始加紧前是相同的，因此在保证加紧的情况下，利用加紧时电动机14转动的时间比松开时电动机14转动的时间稍长一些的方法，不仅可完成制动器制动盘的加紧及松开，而且还可实现摩擦片的磨损量的自动补偿。

Claims (5)

1.一种用于大型机械的制动器，包括吊梁(12)、上钳体(1)、下钳体(3)、摩擦片、安装座(9)、复位弹簧(11)和螺旋升降器(13)；摩擦片位于上钳体(1)和下钳体(3)之间；吊梁(12)位于电动钳式制动器的中部，两端分别固定在立柱(10)的顶端；复位弹簧(11)套装在立柱(10)上；其特征在于，还包括碟簧压杆(6)、杠杆(7)和连杆(8)，并且在吊梁(12)一侧安装有螺旋升降器(13)，碟簧压杆(6)位于上钳体(1)中部；杠杆(7)的一端绞接在上钳体(1)上，杠杆(7)的另一端与连杆(8)的一端绞接；连杆(8)的另一端与丝杠(15)绞接；连杆(8)通过上钳体(1)表面的连接耳片安装在上钳体(1)的上表面；螺旋升降器(13)中的蜗杆(22)的一端通过轴承安装在壳体(20)一侧壁上；蜗杆(22)的另一端与安全离合器(30)连接；安全离合器(30)的另一端与连接轴(31)连接；连接轴(31)的另一端通过轴套(33)穿过在壳体(20)另一侧壁，并与位于壳体(20)外的电机输出轴连接。

2.如权利要求1所述一种用于大型机械的制动器，其特征在于，碟簧压杆(6)包括套顶头(19)和套筒(17)；顶头(19)套装在套筒(17)内，并使套筒(17)内的碟簧套杆嵌入套顶头(19)端面的凹槽内；套筒(17)与套顶头(19)之间间隙配合；碟簧(18)位于套筒(17)内被套装在碟簧套杆上。

3.如权利要求2所述一种用于大型机械的制动器，其特征在于，套筒(17)为圆形壳体，其内孔一端封闭，在该套筒(17)内封闭端的底部有轴向延伸的圆柱形的碟簧套杆；套顶头(19)一端端面中心有圆形凹槽，该凹槽的直径与圆柱形碟簧套杆的直径相同；在套顶头(19)的另一端端面有受力块；受力块的表面为圆弧形。

4.如权利要求1所述一种用于大型机械的制动器，其特征在于，在上钳体(1)一端上表面有一对凸出该表面的耳片，该耳片上有连接孔，用于绞接杠杆(7)。

5.如权利要求1所述一种用于大型机械的制动器，其特征在于，螺旋升降器(13)采用具有过载保护的螺旋升降器。

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