CN207648076U - 一种用于滚珠丝杠断轴保护的抱闸制动装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于滚珠丝杠断轴保护的抱闸制动装置，丝杠轴与传动轴通过传动装置连接；所述传动轴上固定有制动器；丝杠轴底端安装码盘，传感器监测码盘的转动状态。滚珠丝杠断轴保护的抱闸制动装置，不与丝杠轴直接连接，而通过传动装置传递扭矩最终反作用于丝杠轴，结构易于分离维护，并不会给丝杠轴的生产制造增加太大难度；该技术方案结构简单，实用性强，可以有效的对断裂的丝杠轴抱死，防止传动部件及负载部件的坠落。
Description
技术领域
本实用新型涉及装备制造技术领域，具体涉及到滚珠丝杠的断轴保护的抱闸制动装置。
背景技术
滚珠丝杠可以将回转运动转化为直线运动，或者将直线运动转化为回转运动，是工具机械和精密机械上最常用的传动元件。其主要功能是将旋转运动转化为直线运动，或将扭矩转化为轴向反作用力，同时兼具高精度、可逆性、高效率的特点。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于工业设备和精密仪器。
因为应用面极广，滚珠丝杠传动失效带来的问题也就不容小觑。其中，断轴作为滚珠丝杠最常见的失效方式，不仅仅是对丝杠本身的破坏，另外对于附属传动机构坠落造成的损失极大，坠落部件也极易造成人员伤害。因此在滚珠丝杠传动的重要场合中，需要增加断轴保护的制动装置，以避免潜在的意外事故发生。
滚珠丝杠不具备自锁功能。通常滚珠丝杠水平运用的场合，丝杠轴断裂，部件主动端和被动端的动力传递中断，部件的本身重力作用和水平的运动轨迹垂直，一般不会造成部件在运动轨道上的失控运行。而在滚珠丝杠竖直布置或者与水平状态呈一定角度布置时，重力或者重力在传动方向上的分力，会使得部件在传动方向上无法锁死而造成滑动，在一些重要的应用场合，会对机器和人员造成不可估量的损失。
专利200720160016，机床滚珠丝杠制动装置，公开了一种制动装置，其制动方案是在丝杠座上安装外置失电制动器，外置失电制动器(6)的制动片(16)安装在滚柱丝杠1上；伺服电机带有内置的失电制动器(12)，滚珠丝杠与伺服电机采用同步带带轮连接。当伺服电机工作时，外置失电制动器(6)和内置的失电制动器(12)处于通电状态，没有制动作用；当伺服电机非工作或者发生故障时，外置失电制动器(6)和内置的失电制动器(12)处于断电状态并进行制动，从而使滚珠丝杠副无法动作，遏制了数控机床的铅锤部件的下滑。
上述专利是对滚珠丝杠的制动，其制动器是直接设置在丝杠上，且其主要针对是伺服电机不工作或者故障状态下的丝杠的锁定，不是针对丝杠断轴时，对丝杠及垂直附件的保护。
发明内容
在这些需要对坠落物体进行防护的重要场合，本实用新型所述的丝杠断轴保护的抱闸制动装置就极为适合。该装置结构简单，实用性强，可以有效的对断裂的丝杠轴抱死，防止传动部件及负载部件的坠落。
一种用于滚珠丝杠断轴保护的抱闸制动装置，丝杠轴与传动轴通过传动装置连接；所述传动轴上固定有制动器；丝杠轴底端安装码盘，传感器监测码盘的转动状态。
优选的，码盘下方设有传感器安装板，传感器为光电传感器，光电传感器固定在传感器安装板上。
所述丝杠轴通过轴承固定在轴承座上。
连接丝杠轴与传动轴的传动装置主要作用是将制动器的扭矩传递到丝杠轴上，优选的传动装置为齿轮；丝杠轴上固定齿轮A，传动轴上固定齿轮B，齿轮A与齿轮B啮合。
进一步优选的传动装置，连接丝杠轴与传动轴的传动装置为链轮链条；所述丝杠轴与传动轴上分别固定链轮，两链轮上设有链条。
进一步优选的传动装置，连接丝杠轴与传动轴的传动装置为同步带；所述丝杠轴与传动轴上分别固定同步带轮，两同步带轮上设有同步带。
丝杠轴端部与码盘之间设有垫圈。
优选的，制动器为磁粉制动器；所述磁粉制动器的安装板固定在传动轴上，磁粉制动器的外罩与传动轴底端固定。
传感器向控制器输出码盘的信号，控制器将传感器信号与伺服电机编码器的信号比对，两者信号不一致时，控制器向制动器发出制动信号，制动器工作，丝杠轴抱闸。
采用本实用新型的技术方案的有益效果：
(1)不与丝杠轴直接连接，而通过传动装置传递扭矩最终反作用于丝杠轴，结构易于分离维护，并不会给丝杠轴的生产制造增加太大难度。
(2)在抱闸制动装置工作时，多次急速制动造成的受力变形并不损伤滚珠丝杠组件，排除危险故障后，只需更换磁粉制动器和传动轴即可，有效的转移了风险伤害。
(3)结构简单实用性强，无需影响滚珠丝杠传动端伺服电机的结构布局，制动装置布置在丝杠另一端，对动力输入的电机端信号形成反向制约，由意外情况即可触发制动。
(4)空间占用小，易于维护，以极小的成本就避免意外发生的断轴事故造成的重大财产人员损失。
附图说明
图1为滚珠丝杠断轴保护的抱闸制动装置的示意图。
其中，丝杠轴11，轴承12，轴承座13，齿轮A14，垫圈15，传感器16，传感器安装板17，码盘18，齿轮B19，传动轴20，磁粉制动器21，端盖22，制动器安装板23，制动器外罩24
具体实施方式
下面结合图1和具体实施方式对本实用新型所述的滚珠丝杠断轴保护的抱闸制动装置做进一步的说明。
实施例一
滚珠丝杠的丝杠轴11，本实施例的技术方案就是要避免丝杠轴11断裂造成设备及人员的损害，在丝杠轴断裂后，对其进行制动。
丝杠轴11的一端通过轴承12固定在轴承座13上，丝杠轴在轴承座13下方固定有齿轮A 14，传动轴20上固定有齿轮B19，齿轮A 14与齿轮B19啮合；传动轴20上安装有制动器安装板23，本实施例采用的制动器为磁粉制动器21；制动器安装板23固定磁粉制动器21；传动轴20设有端盖22，端盖22与磁粉制动器21的制动器外罩24通过螺栓固定连接。
丝杠轴11底端设有垫圈15，垫圈15上安装码盘18，码盘18下方设有传感器安装板17，传感器为光电传感器16，光电传感器16固定在传感器安装板17上。
正常工作时，丝杠轴11通过齿轮啮合带动传动轴20转动。
当丝杠轴11发生断轴时，丝杠轴11与伺服电机传动脱开，电机自锁失效，传动部件由自身重力作用，带动丝杠轴11旋转。光电传感器16通过丝杠轴11底端安装的码盘18输出的信号，PLC控制器对光电传感器16与伺服电机端编码器输出转速信号比对，两处信号不一致，随即触发PLC控制器发出制动信号，磁粉制动器21工作，阻碍传动轴20旋转，制动扭矩通过齿轮B 19和齿轮A 14传递，最终扭矩传递到丝杠轴11上，形成对丝杠轴11转动的反向制动，即达到传动部件锁死防坠落的效果。
实施例二
与实施例一相比，齿轮啮合改为链轮链条传动，丝杠轴11与传动轴20分别固定有链轮，两链轮上设有链条，制动时，链条将传动轴20上的扭矩传递到丝杠轴11上。
实施例三
与实施例一相比，齿轮啮合改为同步带传动，丝杠轴11与传动轴20分别固定有同步轮，两同步轮上设有同步带，制动时，同步带将传动轴20上的扭矩传递到丝杠轴11上。
Claims (10)
1.一种用于滚珠丝杠断轴保护的抱闸制动装置，其特征在于：丝杠轴与传动轴通过传动装置连接；所述传动轴上固定有制动器；丝杠轴底端安装码盘，传感器监测码盘的转动状态。
2.根据权利要求1所述的一种用于滚珠丝杠断轴保护的抱闸制动装置，其特征在于：所述码盘下方设有传感器安装板，所述传感器为光电传感器，光电传感器固定在传感器安装板上。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于滚珠丝杠断轴保护的抱闸制动装置，其特征在于：所述丝杠轴通过轴承固定在轴承座上。
4.根据权利要求3所述的一种用于滚珠丝杠断轴保护的抱闸制动装置，其特征在于：所述连接丝杠轴与传动轴的传动装置为齿轮；丝杠轴上固定齿轮A，传动轴上固定齿轮B，齿轮A与齿轮B啮合。
5.根据权利要求3所述的一种用于滚珠丝杠断轴保护的抱闸制动装置，其特征在于：所述连接丝杠轴与传动轴的传动装置为链轮链条；所述丝杠轴与传动轴上分别固定链轮，两链轮上设有链条。
6.根据权利要求3所述的一种用于滚珠丝杠断轴保护的抱闸制动装置，其特征在于：所述连接丝杠轴与传动轴的传动装置为同步带；所述丝杠轴与传动轴上分别固定同步带轮，两同步带轮上设有同步带。
7.根据权利要求3所述的一种用于滚珠丝杠断轴保护的抱闸制动装置，其特征在于：所述丝杠轴端部与码盘之间设有垫圈。
8.根据权利要求1或2所述的一种用于滚珠丝杠断轴保护的抱闸制动装置，其特征在于：所述制动器为磁粉制动器。
9.根据权利要求8所述的一种用于滚珠丝杠断轴保护的抱闸制动装置，其特征在于：所述磁粉制动器的安装板固定在传动轴上，磁粉制动器的外罩与传动轴的端盖通过螺栓固定。
10.根据权利要求1或2所述的一种用于滚珠丝杠断轴保护的抱闸制动装置，其特征在于：传感器向控制器输出码盘的信号，控制器将传感器信号与伺服电机编码器的信号比对，两者信号不一致时，控制器向制动器发出制动信号，制动器工作，丝杠轴抱闸。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111026021A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-17 | 合肥工业大学 | 一种适用于带传动的安全保护装置及控制方法 |
| CN112701848A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-23 | 张利峰 | 一种电动机驱动的制动装置 |
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| CN111026021B (zh) * | 2019-12-25 | 2021-01-01 | 合肥工业大学 | 一种适用于电动葫芦安全保护装置的控制方法 |
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