CN214734068U - 一种制动限速装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制动限速装置，包括：制动器壳体、动力输入机构、限速机构和制动机构；限速机构包括：制动盘、限速块、摩擦片和第一弹性元件；动力输入机构输入扭矩时，带动限速块随转，限速块受离心力作用向制动器壳体的内壁摆动，使限速块上的摩擦片接触制动器壳体的内壁产生摩擦力，起到限速作用；制动机构包括：手动触发装置、凸轮体、制动环、第二弹性元件和刹车片；手动触发装置带动凸轮体转动，制动环安装于凸轮体的偏心部上，凸轮体转动时带动制动环沿径向动作，使安装于制动环上的刹车片脱开或抱紧制动盘，制动盘与动力输入机构联动，从而实现制动控制。本实用新型具有控制方便、自动限速、制动可靠等优点，适用于各种液压绞车。

Description

一种制动限速装置

技术领域

本实用新型涉及制动装置技术领域，特别是涉及一种用于液压绞车的制动限速装置。

背景技术

液压绞车被广泛用于海洋工程、建筑、水利工程、林业、矿山、码头等领域的物料升降或平拖，具有结构紧凑、安全性好、效率高、操作可靠等优点。液压绞车主要由液压马达、制动器、减速箱、离合器、卷筒等部件组成，使用液压绞车进行重物下放时，为了限制卷筒的最大转速，通常在制动器内配备限速机构（即制动限速装置）。现有技术中，制动器的限速机构通常结构较为复杂，操作不便。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种制动限速装置，具有结构简单、操作方便、运行可靠等优点。

针对上述问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种制动限速装置，其特征在于，包括：制动器壳体、动力输入机构、限速机构和制动机构；

所述限速机构包括：制动盘、限速块、摩擦片和第一弹性元件；所述制动盘联动所述动力输入机构，所述限速块的一端铰接于所述制动盘上、另一端安装所述摩擦片，所述第一弹性元件支承于所述限速块与所述制动盘之间；所述动力输入机构输入扭矩时，带动所述制动盘随转，安装在所述制动盘上的限速块受离心力作用向所述制动器壳体的内壁摆动，使所述摩擦片接触所述制动器壳体的内壁产生摩擦力，起到限速作用；

所述制动机构包括：手动触发装置、凸轮体、制动环、第二弹性元件和刹车片；所述手动触发装置联动所述凸轮体，所述凸轮体设置偏心部，所述制动环安装于所述偏心部上，所述刹车片安装于所述制动环上；所述凸轮体具有在所述手动触发装置作用下的第一位置和第二位置，所述凸轮体位于第一位置时，所述刹车片与所述动力输入机构脱开，解除制动状态；所述凸轮体位于第二位置时，所述刹车片抱紧所述动力输入机构，实现制动控制；所述第二弹性元件支承于所述制动器壳体及所述手动触发装置之间。

通过上述设置，限速机构依托动力输入机构输入的转速，利用限速块随转产生的离心力实现最大转速控制，动力输入机构的转速越高，则限速块的离心力越大，进而使摩擦片与制动器壳体之间的动摩擦力越大，从而实现动力输入机构的最大转速控制；制动机构则通过手动触发装置的触发实现手动制动控制。

进一步的，所述动力输入机构包括转轴，所述转轴贯穿穿设于所述制动器壳体的中心。

通过上述设置，转轴可以通过传动装置连接液压绞车的绕线机构，进而在液压绞车下放重物时，实现最大下放速度的控制。

进一步的，所述第一弹性元件的刚度k与所述转轴的转速n之间的关系遵循以下公式：n= sqrt（f_l/w_x/r_x*1000）/2/3.14*60，其中所述f_l=F-K，所述F为所述限速块在没有第一弹性元件作用下由于转速n所产生的离心力，所述K为在转速n时所述第一弹性元件作用在所述限速块上的弹簧力，K=k·x，其中所述x为转速n时所述第一弹性元件的位移；所述w_x为所述限速块的质量，所述r_x为所述限速块的铰接中心点到所述摩擦片的距离。n与k之间的关系可以总结为：第一弹性元件的刚度k越小，对转轴的转速n的限制就会越小。

进一步的，所述摩擦片的动摩擦系数μ_k与所述限速块轴心的制动力矩T_r成正比，即动摩擦系数μ_k越大则限速块轴心的制动力矩T_r就越大，所述摩擦片的动摩擦系数μ_k与所述限速块轴心的制动力矩T_r之间的关系遵循以下公式：T_r=f_wt*R/2-f_wt/μ_k·L_y，其中，所述f_wt为在转速n时所述摩擦片对所述制动盘的正压力，所述R为所述制动盘的半径，所述L_y为所述限速块的力臂，也即所述转轴的中心到所述摩擦片的距离。

通过上述设置，k、n、μ_k为限速机构的关键控制参数，三者之间的关系限制了最大输出转速。

进一步的，所述凸轮体活动安装于所述转轴上，所述制动环套设于所述凸轮体上，所述制动环上沿其转动方向设置凹槽，所述制动器壳体上沿径向设置挡销，所述挡销设于所述凹槽内。

通过上述设置，实现制动环在旋转方向的限位。

进一步的，所述限速块包括对称安装于所述制动盘上的第一限速块和第二限速块，所述第二弹性元件包括第二弹性元件一和第二弹性元件二，所述第二弹性元件一支承于所述第一限速块的活动端及所述第二限速块的铰接端之间，所述第二弹性元件二支承于所述第二限速块的活动端及所述第一限速块的铰接端之间。

通过上述设置，使限速机构的结构更稳定。

进一步的，所述手动触发装置包括：手柄；所述手柄通过花键连接所述凸轮体：所述手柄安装于花键套上，所述凸轮体上安装花键，所述第二弹性元件支承于制动器壳体与所述花键套之间。

通过上述设置，使制动控制方便、可靠。

进一步的，所述限速机构和所述制动环集成安装于所述制动器壳体的内部，所述花键套和手柄设置于所述制动器壳体的外部。

通过上述设置，使整个装置的结构更加紧凑。

进一步的，所述刹车片通过抱紧所述制动盘实现制动。

本实用新型的有益效果是：结构简单、制动可靠、自动限速、控制方便。

附图说明

图1是本实用新型一较佳实施例的结构剖视图；

图2是图1的右视图；

图3是图1中E-E截面的剖视图；

图4是图1中F-F截面的剖视图；

图5是本实用新型实施例中转速n与弹簧力K之间的关系曲线图。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的技术特征和优点作更详细的说明较，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施方式是一种用于液压绞车的制动限速装置，请参阅图1-4，本实用新型实施例的制动限速装置，其具体包括：制动器壳体1、盖板10、转轴8、制动机构和限速机构。

限速机构包括：制动盘2、限速块一11a、限速块二11b、摩擦片12、拉簧一13a和拉簧二13b；制动盘2固定安装于转轴8上，限速块一11a、限速块二11b的一端铰接于制动盘2上、另一端均安装有摩擦片12，拉簧一13a支承于限速块一11a的活动端和限速块二11b的铰接端之间，拉簧二13b支承于限速块二11b的活动端和限速块一11a的铰接端之间；转轴8转动时，带动制动盘2随转，安装在制动盘2上的两个限速块受离心力作用向制动器壳体1的内壁摆动，使摩擦片12接触制动器壳体1的内壁产生摩擦力，从而起到限速作用。

制动机构包括：手柄17、花键套7、凸轮体6、制动环5、弹簧16、挡销4和刹车片3；凸轮体6通过滚针轴承14活动安装于转轴8上，制动环5再安装于凸轮体6上；手柄17安装于花键套7上，凸轮体6上通过螺钉9安装有花键，刹车片3通过螺钉安装于制动环5上；制动环5上设置凹槽501，制动器壳体1上安装挡销4，制动环5通过挡销4实现旋转方向的限位；弹簧16支承于花键套7和盖板10之间。

本实用新型的制动限速装置，其手动解除制动状态的方式为：先将手柄17拉动（由图中A位置到达B位置），手柄17带动花键套7旋转，花键套7通过花键与凸轮体6锁定从而带动凸轮体6旋转，因为凸轮体6与制动环5相接合，刹车片3又安装在制动环5上，所以凸轮体6旋转时带动制动环5与刹车片3旋转的同时沿径向向制动器壳体1运动，使刹车片3松开制动盘2，从而解除制动。

当需采取制动措施时，此时放开手柄17，花键套7和手柄17在弹簧16的作用下旋转复位（由图中B位置回到A位置），花键套7进而通过花键带动凸轮体6旋转，所以凸轮体6旋转时带动制动环5与刹车片3旋转的同时沿径向向制动盘2运动，使刹车片3与制动盘2抱紧，从而实现制动。

本实用新型的制动限速装置，其限速机构的控制点在于：拉簧一13a、拉簧二13b的刚度k与转轴8的转速n之间的关系控制，以及摩擦片12的动摩擦系数μ_k与限速块轴心的制动力矩T_r之间的关系控制。刚度k与转轴8的转速n之间的关系遵循以下公式:n= sqrt（f_l/w_x/r_x*1000）/2/3.14*60，其中f_l=F-K，F为限速块在没有拉簧作用下由于转速n所产生的离心力，K=k·x为拉簧作用在限速块上的弹簧力，x为拉簧在转速n时的位移；w_x为限速块的质量，r_x为限速块的铰接中心点到摩擦片12的距离；n与k之间的关系总结为：刚度k越小，则对转轴8的转速n的限制就会越小。请参阅图5，为转轴8的转速n（竖轴）与弹簧力K（横轴）的关系曲线。

摩擦片12的动摩擦系数μ_k与限速块轴心的制动力矩T_r成正比，即动摩擦系数μ_k越大则限速块轴心的制动力矩T_r就越大，μ_k与T_r之间的关系遵循以下公式：T_r=f_wt*R/2-f_wt/μ_k·L_y，其中f_wt为限速块在转速n时摩擦片12对制动盘2的正压力，R为制动盘2的半径，L_y为限速块的力臂，即转轴8中心到摩擦片12的距离。

通过上述设置，使限速机构可以利用转轴8转动时限速块的离心力及摩擦片12的动摩擦力，有效实现对转轴8的最大转速控制；又进一步可以通过制动机构实现手动的制动触发和制动解除。具有结构简单、控制方便、运行稳定等优点，可适用于各种液压绞车的制动限速控制。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种制动限速装置，其特征在于，包括：制动器壳体、动力输入机构、限速机构和制动机构；

所述限速机构包括：制动盘、限速块、摩擦片和第一弹性元件；所述制动盘联动所述动力输入机构，所述限速块的一端铰接于所述制动盘上、另一端安装所述摩擦片，所述第一弹性元件支承于所述限速块与所述制动盘之间；所述动力输入机构输入扭矩时，带动所述制动盘随转，安装在所述制动盘上的限速块受离心力作用向所述制动器壳体的内壁摆动，使所述摩擦片接触所述制动器壳体的内壁产生摩擦力，起到限速作用；

所述制动机构包括：手动触发装置、凸轮体、制动环、第二弹性元件和刹车片；所述手动触发装置联动所述凸轮体，所述凸轮体设置偏心部，所述制动环安装于所述偏心部上，所述刹车片安装于所述制动环上；所述凸轮体具有在所述手动触发装置作用下的第一位置和第二位置，所述凸轮体位于第一位置时，所述刹车片与所述动力输入机构脱开，解除制动状态；所述凸轮体位于第二位置时，所述刹车片抱紧所述动力输入机构，实现制动控制；所述第二弹性元件支承于所述制动器壳体及所述手动触发装置之间。

2.根据权利要求1所述的一种制动限速装置，其特征在于，所述动力输入机构包括转轴，所述转轴贯穿设于所述制动器壳体的中心。

3.根据权利要求2所述的一种制动限速装置，其特征在于，所述凸轮体活动安装于所述转轴上，所述制动环套设于所述凸轮体上，所述制动环上沿其转动方向设置凹槽，所述制动器壳体上沿径向设置挡销，所述挡销设于所述凹槽内。

4.根据权利要求1所述的一种制动限速装置，其特征在于，所述限速块包括对称安装于所述制动盘上的第一限速块和第二限速块，所述第二弹性元件包括第二弹性元件一和第二弹性元件二，所述第二弹性元件一支承于所述第一限速块的活动端及所述第二限速块的铰接端之间，所述第二弹性元件二支承于所述第二限速块的活动端及所述第一限速块的铰接端之间。

5.根据权利要求1所述的一种制动限速装置，其特征在于，所述手动触发装置包括：手柄；所述手柄通过花键连接所述凸轮体：所述手柄安装于花键套上，所述凸轮体上安装花键，所述第二弹性元件支承于制动器壳体与所述花键套之间。

6.根据权利要求5所述的一种制动限速装置，其特征在于，所述限速机构和所述制动环集成安装于所述制动器壳体的内部，所述花键套和手柄设置于所述制动器壳体的外部。

7.根据权利要求1所述的一种制动限速装置，其特征在于，所述刹车片通过抱紧所述制动盘实现制动控制。

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