CN218598682U - 集油封、制动功能一体的液压制动器结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种集油封、制动功能一体的液压制动器结构，包括锥形制动盘、摩擦环，所述锥形制动盘安装固定于转子上。摩擦环嵌入制动杆中，初始安装状态下，摩擦环与锥形制动盘小过盈接触，实现油封功能；制动状态下，摩擦环与锥形制动盘通过增大过盈量来增大摩擦阻力矩，实现制动功能。本实用新型省略了原有端面制动盘结构，消除了制动盘带来的不平衡量影响。制动力矩放大效果越显著。制动器壳体与轴承压盖可作为整体加工，从而使得设备转动部件、静止部件的结构均得到简化，整体轴向尺寸减小，整机装配性能提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种液压制动器，尤其是一种集油封、制动功能一体的液压制动器结构。
背景技术
滚动轴承或滑动轴承支撑的旋转机械，在采用润滑油冷却轴承时，需配置油封结构防止润滑油泄露。常用的油封结构有铜基体的齿式非接触式油封、橡胶材料的接触式油封等。
制动器用于使旋转机械的转子系统停机或减速，其中摩擦式制动器是使用最广泛的一种。对于汽轮机、电机等转速较高、惯量较大的旋转机械，当采用阻力较小的滚动轴承支撑时，其停机惰走需较长时间，此时有必要设置制动器来加速停机。
以立式旋转机械为例，常规的油封和液压型摩擦式制动器布置形式如下图1所示。转子由滚动轴承支承，采用喷油润滑冷却，在滑油供油口上部设置油封结构。液压型制动器位于转子上端部。制动器有2个进油口，A和B。进油口A用于制动杆下压，投入制动功能。进油口B用于制动杆上拉，解除制动效果。
该种结构具有如下特点：
1.转子上布置制动盘，提供制动力来源。然而，由于制动盘外径较大，导致额外增加了一定的不平衡量，加剧轴系振动。
2.制动盘外径比油封大，轴系装配时，转动部件无法一次安装到位。需先安装固定油封，再在轴上套装制动盘，装配流程复杂。
3.液压制动器所需油压比轴承供油总管油压大得多，需额外提供高压工作油，增加了附属设备。
发明内容
本实用新型是要提出一种集油封、制动功能一体的液压制动器结构，取代常规的油封、液压制动器独立结构。以锥形配合面的形式，集成油封、制动功能，省略传统的制动盘结构及其高压油附属设备，以达到简化整机结构、改善轴系不平衡特性、提高装配性能的目的。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种集油封、制动功能一体的液压制动器结构，包括锥形制动盘、摩擦环，所述锥形制动盘安装固定于转子上。摩擦环嵌入制动杆中，初始安装状态下，摩擦环与锥形制动盘小过盈接触，实现油封功能；制动状态下，摩擦环与锥形制动盘通过增大过盈量来增大摩擦阻力矩，实现制动功能。
进一步，所述液压制动器采用两位四通电磁阀，用于切换制动器上、下油腔供油。
进一步，所述两位四通电磁阀由DC24V直流电源驱动。
进一步，所述液压制动器内向上油腔供油，制动杆向下移动，摩擦环与锥形制动盘的过盈量增大，摩擦阻力矩增大，实现制动功能；向下油腔供油，制动杆向上移动，解除制动。
进一步，所述制动杆运动过程中，摩擦环与锥形制动盘始终接触，保持油封功能。
进一步，所述制动杆与壳体之间通过多个间隙配合定位，并安装密封圈防止工作油泄露。
进一步，所述制动杆顶部安装4～6个圆柱销，卡入端盖中，防止制动杆转动。
本实用新型的集油封、制动功能一体的液压制动器结构相比原有“常规的油封、液压制动器结构”，具有如下有益效果：
1.省略了原有端面制动盘结构，消除了制动盘带来的不平衡量影响。
2.制动器壳体与轴承压盖可作为整体加工，从而使得设备转动部件、静止部件的结构均得到简化，整体轴向尺寸减小，整机装配性能提高。
3.制动力矩放大效果越显著。
4.在一定范围的许用制动力矩下，新型液压制动器的工作油压可以有效降低。通过调整锥面锥角、结构尺寸等参数，可设计使得制动器工作油压与轴承供油总管油压相等，取消高压油附属设备，简化系统配置。
附图说明
图1是常规的立式设备常规油封、液压制动器结构示意图；
图2是本实用新型的集油封、制动功能一体的新型液压制动器结构示意图；
图3是制动器受力分析图；
其中：(a)端面制动，(b)锥面制动。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
如图2所示，本实用新型的集油封、制动功能一体的液压制动器结构，包括锥形制动盘1、摩擦环2、制动杆3、壳体4、两位四通电磁阀5、圆柱销6。锥形制动盘1安装固定于转子上。以锥形制动盘1代替传统的端面制动盘，摩擦环2代替传统摩擦片。摩擦环2嵌入制动杆3中，制动杆3与壳体4之间通过多处小间隙配合定位，并安装密封圈防止工作油泄露。在制动杆3顶部安装4～6个圆柱销6，卡入端盖中，防止制动杆转动。初始安装状态，摩擦环2与锥形制动盘1小过盈接触，实现油封功能。采用DC24V直流电源，控制两位四通电磁阀5，实现制动器投切。向上油腔供油时，制动杆3向下移动，摩擦环2与锥形制动盘1的过盈量增大，摩擦阻力矩增大，实现制动功能。向下油腔供油时，制动杆3向上移动，解除制动。
制动器的制动力矩来自于接触面的摩擦力，与接触面的法向力FN成正比。传统的端面制动方式，法向力FN与制动杆提供的轴向力Fa相等，见图3的(a)。锥面制动方式下，摩擦环还受到内部张紧力F张作用，此时轴向方向上sinα×FN＝Fa，其中α为锥面的锥角，见图3的(b)。可见，在相同的制动杆轴向力Fa作用下，接触面法向力FN得到放大，即制动力矩增大。锥面锥角α越小，制动力矩放大效果越显著。
本实用新型可具体应用于汽轮机、电机双驱的旋转机械设备中，当其中一个原动机工作时，采用新型液压制动器对另一台原动机执行减速停机操作。
Claims (7)
1.一种集油封、制动功能一体的液压制动器结构，其特征在于：包括锥形制动盘、摩擦环，所述锥形制动盘安装固定于转子上；摩擦环嵌入制动杆中，初始安装状态下，摩擦环与锥形制动盘小过盈接触，实现油封功能；制动状态下，摩擦环与锥形制动盘通过增大过盈量来增大摩擦阻力矩，实现制动功能。
2.根据权利要求1所述的集油封、制动功能一体的液压制动器结构，其特征在于：所述液压制动器采用两位四通电磁阀，用于切换制动器上、下油腔供油。
3.根据权利要求2所述的集油封、制动功能一体的液压制动器结构，其特征在于：所述两位四通电磁阀由DC24V直流电源驱动。
4.根据权利要求1所述的集油封、制动功能一体的液压制动器结构，其特征在于：所述液压制动器内向上油腔供油，制动杆向下移动，摩擦环与锥形制动盘的过盈量增大，摩擦阻力矩增大，实现制动功能；向下油腔供油，制动杆向上移动，解除制动。
5.根据权利要求1所述的集油封、制动功能一体的液压制动器结构，其特征在于：所述制动杆运动过程中，摩擦环与锥形制动盘始终接触，保持油封功能。
6.根据权利要求1所述的集油封、制动功能一体的液压制动器结构，其特征在于：所述制动杆与壳体之间通过多个间隙配合定位，并安装密封圈防止工作油泄露。
7.根据权利要求1所述的集油封、制动功能一体的液压制动器结构，其特征在于：所述制动杆顶部安装4～6个圆柱销，卡入端盖中，防止制动杆转动。
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2022
- 2022-11-22 CN CN202223106272.9U patent/CN218598682U/zh active Active
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