CN218968694U - 一种用于起重机电动推杆的单向自锁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于起重机电动推杆的单向自锁装置，包括滚珠丝杠，滚珠丝杠的一端与驱动装置相连，另一端与螺母滑动连接，螺母与伸缩管相连并能够带动伸缩管沿着滚珠丝杠的轴向方向前后移动；滚珠丝杠上远离螺母一侧依次设置限位块、制动盘、平面轴承、轴承座、摩擦片、耐磨挡板和安装板；轴承座通过第一滑动轴承与滚珠丝杠相连，安装板通过第二滑动轴承与滚珠丝杠相连；自锁弹簧套设在制动盘、轴承座外表面。本实用新型取消调节结构，简化自锁装置，轴向尺寸小，便于装配，使得制动更加可靠，传动效率较高；能够实现电动推杆单向制动的目的，更好传递负载工况，大大提升运行效率，简化系统，降低成本。

Description

一种用于起重机电动推杆的单向自锁装置

技术领域

本实用新型涉及自锁装置，具体为一种用于起重机电动推杆的单向自锁装置。

背景技术

目前，电驱技术还未在起重机操纵室翻转系统中应用，涉及到的主要元件为电动推杆。电动推杆，一般也叫直线执行器，涉及交互操作领域，一般为机械双向自锁保证安全，机械自锁装置多为扭簧式结构或棘轮棘爪结构。然而起重机用操纵室翻转系统仅需要单向自锁，制动力的方向始终沿电动推杆伸出方向。目前带有双向自锁的电动推杆自锁装置结构较复杂，传动效率较低，不适用于仅需要单向自锁的工况。

公开号为CN107314090A的中国专利公开了一种可双向自锁的电动推杆，传动丝杠上设置有通孔，刹车盘装套在传动丝杠上，并利用销轴固定在传动丝杆上，与传动丝杠同步转动。自锁装置由自锁扭簧、刹车盘、左轴承座、左轴承、第一摩擦片、第二摩擦片、左垫块、左固定板、左定位套、右轴承座、右轴承、第三摩擦片、第四摩擦片、右垫块、右固定板、右定位套、固定座、并紧螺母、调节螺母组成。传动丝杠的旋向与自锁扭簧的旋向相同，当传动丝杠在电机带动下顺时针转动时，刹车盘克服自锁扭簧的摩擦力进行转动，电动推杆处于正常回缩状态，此时传动丝杠受到的轴向力，此时的刹车盘虽然与左轴承座相抵，自锁扭簧是松开状态，故此状态下，左轴承座会与刹车盘同步转动，不产生制动力。而当电机停止时，传动丝杠是处于被动状态，自锁扭簧是处于旋紧状态，会抱紧左轴承座，左轴承座与刹车盘紧贴，故两者之间产生较大的摩擦力，以实现制动效果；同时由于是同个自锁扭簧，右轴承座也会被抱紧，此时右摩擦片，即第三摩擦片和第四摩擦片与右垫块之间的摩擦力也会起到辅助制动作用。当传动丝杠在电机带动作用下逆时针转动时，电动推杆处于伸出状态，刹车盘与右轴承座相抵，但是不产生制动力。当电机停止时，自锁扭簧处于旋紧状态，会抱紧右轴承座，右轴承座贴紧刹车盘，以起到制动作用，而同时自锁扭簧在左边会抱紧左轴承座，左轴承座上的第一摩擦片和第二摩擦片与左垫块之间的摩擦力也会起到辅助制动的作用。

但是，现有的双向自锁装置结构较复杂，轴向尺寸大，成本较高；双向自锁装置相对适用于水平传递负载，但在倾斜传递负载工况下，运行效率大大降低。

实用新型内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是提供一种结构简单、可靠高效、低成本、能够倾斜传递负载工况的用于起重机电动推杆的单向自锁装置。

技术方案：本实用新型所述的一种用于起重机电动推杆的单向自锁装置，包括滚珠丝杠，滚珠丝杠的一端与驱动装置相连，另一端与螺母滑动连接，螺母与伸缩管相连并能够带动伸缩管沿着滚珠丝杠的轴向方向前后移动；滚珠丝杠上远离螺母一侧依次设置限位块、制动盘、平面轴承、轴承座、摩擦片、耐磨挡板和安装板；轴承座通过第一滑动轴承与滚珠丝杠相连，安装板通过第二滑动轴承与滚珠丝杠相连；制动盘、轴承座外表面套设自锁扭簧。

进一步地，制动盘通过销轴与滚珠丝杠固定连接。

进一步地，自锁扭簧与轴承座、制动盘的外表面均为过盈配合，保证一个方向能机械锁住，另外一个方向旋转能滑转。

进一步地，自锁扭簧与滚珠丝杠的旋向相同。

进一步地，轴承座的一侧设置用于放置平面轴承的凹槽，另一侧设置用于自锁扭簧的轴向限位的台阶。

进一步地，耐磨挡板上设置折弯耳环，安装板上设置与折弯耳环相匹配的圆孔，实现耐磨挡板的径向定位。

进一步地，第二滑动轴承过盈装配于安装板的内孔中。

进一步地，摩擦片、耐磨挡板交替间隔设置，根据制动力进行匹配，摩擦片、耐磨挡板的数量为一片或多片。

进一步地，螺母与伸缩管通过螺纹固定连接。

进一步地，限位块、平面轴承、第一滑动轴承、摩擦片、耐磨挡板、第二滑动轴承均与滚珠丝杠间隙配合。

工作原理：当驱动装置带动滚珠丝杠顺时针旋转时，螺母带动伸缩管向上(垂直或倾斜)传递负载，此时制动盘克服自锁扭簧的摩擦力，自锁扭簧处于脱开状态，制动盘与轴承座之间发生相对转动，二者之间设置有平面轴承，传动效率较高，伸缩管处于伸出运行状态。

当驱动装置停止时，由于负载作用，滚珠丝杠及自锁装置承受负载方向(A向)的作用力。此时自锁扭簧会紧紧抱死制动盘和轴承座，三者形成一体。摩擦片与轴承座表面和耐磨挡板表面贴紧，具有一定的摩擦系数，产生摩擦力进行制动，该摩擦力的大小始终大于由于负载产生的驱动力，制动可靠，结构简单。

当驱动装置带动滚珠丝杠逆时针旋转时，螺母带动伸缩管向下(垂直或倾斜)传递负载，处于回缩运行状态。此过程中，滚珠丝杠及自锁装置始终承受负载方向(A向)的作用力，因此自锁扭簧会紧紧抱死制动盘和轴承座，三者形成一体。由于负载回落方向与滚珠丝杠及自锁装置承受作用力的方向一致，此时负载作为驱动力，驱动装置只需较小的功率，便可以克服摩擦片产生的摩擦力，效率较高。

取扭簧制动力、制动器制动力两者较小值作为系统制动力，系统制动力大于负载驱动力而小于负载和驱动机构的两者综合的驱动力。扭簧制动力优选大于制动器摩擦力。通过匹配不同摩擦副材料、摩擦副数量满足制动器摩擦力需要，通过调整扭簧圈数、扭簧线径等满足扭簧制动力需要。

有益效果：本实用新型和现有技术相比，具有如下特点：

1、取消调节结构，简化自锁装置，轴向尺寸小，便于装配，使得制动更加可靠，传动效率较高；

2、能够实现电动推杆单向制动的目的，更好应用于向上(垂直或倾斜)传递负载工况，尤其是用于起重机操纵翻转等动力上升、负载下落系统，大大提升运行效率，简化系统，降低成本；

3、自锁扭簧与轴承座、制动盘的外表面均为过盈配合，能够保证一个方向能机械锁住，另外一个方向旋转能滑转；

4、耐磨挡板上设置折弯耳环，安装板上设置与折弯耳环相匹配的圆孔，有利于实现耐磨挡板的径向定位。

附图说明

图1是本实用新型的爆炸图；

图2是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1～2，用于起重机电动推杆的单向自锁装置的滚珠丝杠1与驱动装置同轴固定连接，滚珠丝杠1通过销轴2与制动盘3固定连接。螺母13与伸缩管14螺纹固定连接，螺母13能够带动伸缩管14沿着滚珠丝杠1的轴向方向前后移动。制动盘3的左侧有限位块4，右侧有平面轴承6、轴承座7，制动盘3及轴承座7外圈套设有自锁扭簧5。限位块4左端由滚珠丝杠1的台阶定位，右端与制动盘3左端有一定间隙。自锁扭簧5与轴承座7外圈、制动盘3外圈均过盈配合。轴承座7右侧设置有摩擦片9、耐磨挡板10和安装板11。自锁扭簧5与滚珠丝杠1的旋向相同。自锁扭簧5与轴承座7外圈、制动盘3外圈均过盈配合，保证一个方向能机械锁住，另外一个方向旋转能滑转。轴承座7左侧有凹槽，用于放置平面轴承6。自锁扭簧5左侧有限位块4以及轴承座7本身右侧有台阶，用于自锁扭簧5的轴向限位。轴承座7右侧紧贴摩擦片9，摩擦片9与耐磨挡板10配合，耐磨挡板10有2个折弯耳环，与安装板11上连个圆孔配合，实现耐磨挡板的径向定位。摩擦片9可以是一片，也可以是多片，多片是摩擦片和耐磨挡板相间布置，根据制动力进行匹配。第一滑动轴承8过盈装配于轴承座7内孔中，带有定位台阶的第二滑动轴承12过盈装配于安装板11内孔中，制动盘3、限位块4、平面轴承6、第一滑动轴承8、摩擦片9、耐磨挡板10、带有定位台阶的第二滑动轴承12均间隙配合安装于滚珠丝杠1。

制动匹配原理：取扭簧制动力、制动器制动力两者较小值作为系统制动力，系统制动力大于负载驱动力而小于负载和驱动机构的两者综合的驱动力。扭簧制动力优选大于制动器摩擦力。通过匹配不同摩擦副材料、摩擦副数量满足制动器摩擦力需要，通过调整扭簧圈数、扭簧线径等满足扭簧制动力需要。耐磨挡板10可选择40Cr材料，调质处理，使得硬度达到47～55HBS，表面镀硬铬，镀层0.03～0.05mm，表面粗糙度为Ra0.8以上。摩擦片9优选铜材料，表面及内孔喷涂聚四氟乙烯，喷涂厚度至少0.05mm，表面粗糙度为Ra0.8以上。根据负载引起的驱动力矩T小于制动器提供的摩擦力矩M这一原则，假定制动安全系数设置为1.5，则有M＞1.5T成立，可确定摩擦片9的接触面积。自锁扭簧5常用材料为SWPB琴钢丝，其总圈数、有效圈数、线径等参数可根据扭簧离合器的结合、分离条件理论确定。

当驱动装置带动滚珠丝杠1顺时针旋转时，螺母13带动伸缩管14向上(垂直或倾斜)传递负载，此时制动盘3克服自锁扭簧5的摩擦力，自锁扭簧5处于脱开状态，制动盘3与轴承座7之间发生相对转动，二者之间设置有平面轴承6，传动效率较高，伸缩管14处于伸出运行状态。

当驱动装置停止时，由于负载作用，滚珠丝杠1及自锁装置承受负载方向的作用力，方向见图2中A向所示。此时自锁扭簧5会紧紧抱死制动盘3和轴承座7，三者形成一体。摩擦片9与轴承座7表面和耐磨挡板10表面贴紧，具有一定的摩擦系数，产生摩擦力进行制动，该摩擦力的大小始终大于由于负载产生的驱动力，制动可靠，结构简单。

当驱动装置带动滚珠丝杠1逆时针旋转时，螺母13带动伸缩管14向下(垂直或倾斜)传递负载，处于回缩运行状态。此过程中，滚珠丝杠1及自锁装置始终承受负载方向的作用力，方向见图2中A向所示，因此自锁扭簧5会紧紧抱死制动盘3和轴承座7，三者形成一体。由于负载回落方向与滚珠丝杠1及自锁装置承受作用力的方向一致，此时负载作为驱动力，驱动装置只需较小的功率，便可以克服摩擦片9产生的摩擦力，效率较高。

Claims (10)

1.一种用于起重机电动推杆的单向自锁装置，其特征在于：包括滚珠丝杠(1)，所述滚珠丝杠(1)的一端与驱动装置相连，另一端与螺母(13)滑动连接，所述螺母(13)与伸缩管(14)相连并能够带动伸缩管(14)沿着滚珠丝杠(1)的轴向方向前后移动；所述滚珠丝杠(1)上远离螺母(13)一侧依次设置限位块(4)、制动盘(3)、平面轴承(6)、轴承座(7)、摩擦片(9)、耐磨挡板(10)和安装板(11)；所述轴承座(7)通过第一滑动轴承(8)与滚珠丝杠(1)相连，所述安装板(11)通过第二滑动轴承(12)与滚珠丝杠(1)相连；所述制动盘(3)、轴承座(7)外表面套设自锁扭簧(5)。

2.根据权利要求1所述的一种用于起重机电动推杆的单向自锁装置，其特征在于：所述制动盘(3)通过销轴(2)与滚珠丝杠(1)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于起重机电动推杆的单向自锁装置，其特征在于：所述自锁扭簧(5)与轴承座(7)、制动盘(3)的外表面均为过盈配合。

4.根据权利要求1所述的一种用于起重机电动推杆的单向自锁装置，其特征在于：所述自锁扭簧(5)与滚珠丝杠(1)的旋向相同。

5.根据权利要求1所述的一种用于起重机电动推杆的单向自锁装置，其特征在于：所述轴承座(7)的一侧设置用于放置平面轴承(6)的凹槽，另一侧设置用于自锁扭簧(5)的轴向限位的台阶。

6.根据权利要求1所述的一种用于起重机电动推杆的单向自锁装置，其特征在于：所述耐磨挡板(10)上设置折弯耳环，所述安装板(11)上设置与折弯耳环相匹配的圆孔。

7.根据权利要求1所述的一种用于起重机电动推杆的单向自锁装置，其特征在于：所述第二滑动轴承(12)过盈装配于安装板(11)的内孔中。

8.根据权利要求1所述的一种用于起重机电动推杆的单向自锁装置，其特征在于：所述摩擦片(9)、耐磨挡板(10)交替间隔设置。

9.根据权利要求1所述的一种用于起重机电动推杆的单向自锁装置，其特征在于：所述螺母(13)与伸缩管(14)通过螺纹固定连接。

10.根据权利要求1所述的一种用于起重机电动推杆的单向自锁装置，其特征在于：所述限位块(4)、平面轴承(6)、第一滑动轴承(8)、摩擦片(9)、耐磨挡板(10)、第二滑动轴承(12)均与滚珠丝杠(1)间隙配合。

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