CN2806876Y - 常闭离心式增力制动装置 - Google Patents

Abstract

一种常闭离心式增力制动装置，包括制动壳体、花键轴及其上的旋转制动体、花键套等。旋转制动体与制动壳体之间设有弧形摩擦片组件，弧形摩擦片组件的导向轴嵌置在旋转制动体的V型导向口中。旋转制动体内设有离心块组件，离心块组件与弧形摩擦片组件的导向轴相连。旋转制动体内还设有弧形制动块、可轴向移动的楔形制动销和复位柱销。花键套的端面与多齿形结合体啮合，多齿形结合体与负载轴相连。花键套的侧面设有减压环，减压环与伸出旋转制动体外的复位柱销和楔形制动销的端面贴合，并与旋转制动体之间保持有一个恒定δ值的距离。本制动装置在运行过程中处于制动释放状态，而在制动过程中始终处于常闭增力摩擦状态，无需调节维护，制动性能稳定可靠。

Description

常闭离心式增力制动装置

                       技术领域

本实用新型涉及对旋转或行走设备的制动装备，具体地指一种常闭离心式增力制动装置。

                       背景技术

目前，在旋转或行走设备的制动装置中，尤其是应用于双梁起重机大车行走的制动装置中，通常采用电磁式制动装置或液压式制动装置，利用电能或液压油所提供给杠杆和刹车包块的制动力，对运行过程中的行走设备的制动轮进行制动。由于这类制动装置的刹车包块与制动盘之间大多是常开式的结构，在进行制动的过程中往往会产生较大的制动冲击力，除会对起重机桥架结构造成一定的疲劳损伤外，还会对传动机构和电机绕组以及电器元件造成相当程度的损坏。同时，要完成行走设备的准确定位，常常需要进行反向行走操作，这样制动装置中的调节部件也容易造成松脱，从而加大了其维护和维修的劳动强度，导致行走设备的工作效率低下。

                       发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有常开结构的制动装置所存在的弊端，提供一种在运行和制动过程中无需外部动力源，仅利用其本身旋转体内部的作用力与反作用力，就能实现对行走设备制动的常闭离心式增力制动装置。

为实现上述目的，本实用新型所设计的常闭离心式增力制动装置，包括一个固定安装的内腔呈圆柱形的制动壳体，所述制动壳体的中间布置有一根由电动机驱动的花键轴，所述花键轴的圆台阶轴段上固定套装有一个轴截面呈空心工字型的旋转制动体，所述旋转制动体与制动壳体的内圆弧面之间至少设置有一对轴对称布置的弧形摩擦片，所述弧形摩擦片安装在弧形固定架上，所述弧形固定架的两端固连有导向轴，所述旋转制动体的两端旋转面边缘上设有V型导向口，所述导向轴嵌置在该V型导向口中。

所述旋转制动体的两端旋转面之间设有与弧形摩擦片数量对应的呈径向对称布置的离心块，所述离心块的中间开口斜面与一可轴向移动的楔形作用销相配合，所述楔形作用销安装在旋转制动体两端旋转面之间；所述离心块的两边缺口分别与一对曲形连杆臂的一端拨动配合，所述曲形连杆臂的中部铰接安装在旋转制动体两端旋转面之间的定位轴上，所述曲形连杆臂的另一端与摆动臂的一端铰接，所述摆动臂的另一端与所述导向轴相连，从而可使离心块带动弧形固定架上的弧形摩擦片沿径向相对运动。

所述旋转制动体的两端旋转面之间设有与所述弧形摩擦片数量对应的弧形制动块，所述弧形制动块的中部安装在该旋转制动体两端旋转面之间的固定轴上。所述弧形制动块的外弧面与弧形固定架的内圆弧面相配合，所述弧形制动块的内弧面与一可轴向移动的楔形制动销相配合，所述楔形制动销也安装在该旋转制动体两端旋转面之间。所述弧形制动块的内侧端与一增力弹簧相连，所述增力弹簧的另一端固定在该旋转制动体两端旋转面之间的固定销上。

所述旋转制动体的两端旋转面之间还设有多个可轴向移动的复位柱销，所述复位柱销的凸台段套装有复位弹簧。

所述花键轴的花键槽轴段上活动套装有一个可轴向移动的花键套，所述花键套的端面呈多齿形，该多齿形端面与一多齿形结合体相啮合，所述多齿形结合体则与负载轴相连。所述花键套的多齿形端面之后还设有一圆凸台，该圆凸台的侧面设有一减压环，所述减压环与伸出所述旋转制动体的一端旋转面外的复位柱销、楔形制动销和楔形作用销的端面贴合，并与所述旋转制动体的旋转端面之间始终保持有一个恒定δ值的距离。

本实用新型中制动壳体构成固定部分，安装在旋转制动体上的部件构成以旋转制动体为主体的旋转实体。其工作原理是这样的：在走行或旋转设备正常运行前，本实用新型处于常闭的制动状态。在正常运行时，电动机驱动花键轴，并带动其上的旋转制动体和花键套一起旋转，花键套的多齿形端面与多齿形结合体相啮合，形成作用力和反作用力。花键套的多齿形端面在沿结合体的多齿斜面移动的同时，迫使花键套向后作轴线位移，花键套圆凸台侧面挤压减压环，并通过减压环压迫旋转制动体中装入的复位柱销、楔形制动销和楔形作用销，其位移量为设定的δ恒定值。

同时，楔形制动销的楔面挤压弧形制动块的内弧面，使弧形制动块绕其中部固定轴向内旋转，使弧形制动块外弧面与弧形固定架的内圆弧面脱离。并且，楔形作用销的楔面挤压离心块的中间开口斜面，使离心块在此挤压力和其自身离心力的共同作用下，加快离心运动，通过离心块两边的缺口拨动曲形连杆臂，拉扯铰接在曲形连杆臂另一端的摆动臂向内运动，由于摆动臂的另一端与弧形固定架上的导向轴相连，从而可带动弧形固定架及其上的弧形摩擦片作向心运动，使弧形摩擦片与制动壳体的内圆弧面脱离。运行中的旋转制动体此时处于制动释放状态，并始终保持该状态使走行设备正常运行。

当电动机停止运行时，在复位弹簧的顶压作用下，复位柱销推动减压环，减压环再推动花键套的圆凸台，迫使花键套向后作轴线位移，其位移量为运转时压入位移量的δ恒定值，花键套的多齿端与结合体的多齿端完全咬合。同时，一方面弧形固定架及其上的弧形摩擦片因离心作用外移，可在制动壳体上产生较大的摩擦制动力；另一方面弧形制动块在增力弹簧的作用下，绕其中部的固定轴向外旋转，使弧形制动块的外弧面挤压弧形固定架的内圆弧面，从而使弧形固定架上的导向轴在旋转制动体的V型导向口中作离心增力位移，使弧形固定架上的弧形摩擦片在制动外壳的内圆弧面上获得极大的增力，并产生极大的摩擦制动力。并且，弧形固定架上的导向轴通过摆动臂、曲形连杆臂反作用于离心块，使离心块产生向心运动，离心块的中间开口斜面反向挤压楔形作用销的楔面，使楔形作用销轴向移动复位。本实用新型在走行设备停止运行时始终保持在制动状态，直至弧形摩擦片上的摩擦材料耗尽更换为止。

本实用新型的优点在于：所设计的制动装置无需提供制动的外部动力源，依靠其自身部件的旋转和行走设备电动机的启动扭矩，即可充分运用部件之间作用力与反作用力原理、以及旋转离心力的制约作用和V型导向口的旋转增力功能，有效地完成在运行中完全释放和在停止运行时彻底制动的操作。并且，该制动装置具有行走设备驱动力与制动力成正比例的制动性能，能满足两者大小同步的效果，从而获得稳定的制动性能和可靠的制动效果。同时，制动装置基本上无需调节与维护，能大幅减轻工作人员的劳动强度，提高运行作业率，降低生产和使用成本，且其结构稳定，不易损坏，安全可靠，能大幅延长设备的使用周期。

                     附图说明

图1为一种常闭离心式增力制动装置的径向剖视结构示意图；

图2为图1所示制动装置的轴向A-A断面剖视结构示意图；

图3为图1所示制动装置的轴向B-B断面剖视结构示意图；

图4为图1中旋转制动体的轴向剖视结构示意图；

图5为图1中旋转制动体的径向剖视结构示意图；

图6为图1中减压环的轴向剖视结构示意图。

                  具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：

图中所示的常闭离心式增力制动装置，具有一个固定安装在走行电动机旁边的剖分式制动壳体1，该制动壳体1的内腔呈圆柱形。该制动壳体1的中央布置有一根由走行电动机驱动的花键轴2，花键轴2的左侧圆台阶轴段上通过螺钉或过盈配合套装有一个轴截面呈空心工字型的旋转制动体6。通俗地说，该旋转制动体6的立体形状近似于一个圆柱芯轴的绕线圈。该旋转制动体6与制动壳体1的内圆弧面之间安装有一对轴对称布置的弧形摩擦片18，弧形摩擦片18铆接在对应的弧形固定架17上。该弧形固定架17的两端各固定连接有一导向轴19。上述旋转制动体6的两端旋转面边缘上设有V型导向口6a，上述导向轴19被嵌置在该V型导向口6a中，并可沿其V型导向6a作径向移动。

该旋转制动体6的两端旋转面之间设有一对呈径向对称布置的离心块14，该离心块14的径向位置与弧形摩擦片18的轴对称线垂直。该离心块14的中间开口斜面与一可轴向移动的楔形作用销15相配合，楔形作用销15安装在旋转制动体6两端旋转面上所开设的楔形作用销孔15a之间。在离心块14的中间开口斜面根部还可以安装一定位销(27)，定位销(27)上套装一活动套筒(22)，这样楔形作用销15将与活动套筒(22)滚动摩擦配合，可以大幅减少楔形作用销15与离心块14中间开口斜面之间的摩擦磨损。

该离心块14的两边缺口分别与一对曲形连杆臂24的一端拨动配合，该曲形连杆臂24的中部铰接在定位轴25上，定位轴25安装在旋转制动体6两端旋转面上所开设的定位轴孔25a之间，曲形连杆臂24的另一端与摆动臂26的一端铰接，摆动臂26的另一端与上述导向轴19相连，从而可使离心块14带动弧形固定架17上的弧形摩擦片18沿径向相对运动。

该旋转制动体6的两端旋转面之间设有一对与弧形摩擦片18相配合的弧形制动块10。弧形制动块10的中部安装在旋转制动体6两端旋转面之间的固定轴12上，固定轴12则安装在旋转制动体6两端旋转面上开设的固定轴插孔12a中。弧形制动块10的外弧面是与弧形固定架17的内圆弧面相配合的，为了减轻它们之间的摩擦冲击和摩擦磨损，在弧形制动块10的外侧端上设置有轴承销20，轴承销20上安装有与弧形固定架17的内圆弧面相摩擦配合的滚动轴承21。弧形制动块10的内弧面则与一可轴向移动的楔形制动销9相挤压配合。楔形制动销9安装在旋转制动体6两端旋转面上开设的楔形制动销插孔9a中。该楔形制动销9的另一端面上还连接有一伸出制动壳体1外的手动调节螺栓32，这样不仅可以通过手动调节楔形制动销9的轴向位移量大小，而且还可以通过手动确保制动装置处于释放状态，满足维修和维护的要求。弧形制动块10的内侧端安装有一弹簧销16，弹簧销16与增力弹簧11的一端相连，增力弹簧11的另一端连接在一固定销13上，固定销13安装在旋转制动体6两端旋转面上开设的固定销插孔13a中。

该旋转制动体6的两端旋转面外侧还分别开设有一齿条槽31a，齿条槽31a中嵌置有一齿条31。该弧形固定架17的两端面上通过螺纹安装有一导向套筒30，导向套筒30内安装有一齿杆29，齿杆29上套装有迫使齿杆29与齿条31相啮合的压缩弹簧28。这样，当弧形固定架17上的弧形摩擦片18在摩擦磨损时，弧形固定架17上的齿杆29会相对于旋转制动体6上的齿条31产生微小的离心位移，并在压缩弹簧28的压迫力和齿条31的啮合力作用下定位于新的位置，不断补充弧形摩擦片18的摩擦磨损量，进一步完善本制动装置的自动补偿功能。

该旋转制动体6的两端旋转面上还开设有四对复位柱销插孔7a，其中安装有四个复位柱销7，复位柱销7的凸台段套装有复位弹簧8，复位柱销7在复位弹簧8的作用下可轴向移动。

上述花键轴2的右侧花键槽轴段上间隙配合安装有一个可轴向移动的花键套3。花键套3的端面呈多齿形，该多齿形端面与一多齿形结合体4相啮合，该多齿形结合体4则通过花键与走行设备的负载轴23相连。花键套3的多齿形端面之后还设有一圆凸台，紧贴该圆凸台的侧面套装有一减压环5，减压环5与伸出旋转制动体6的一端旋转面外的复位柱销7、楔形制动销9和楔形作用销15的端面贴合，并在复位弹簧8的作用力下与旋转制动体6的旋转端面之间始终保持有一个恒定δ值的距离。减压环5由可相对旋转的内压环5c和外压环5a构成，内压环5c和外压环5a之间的环槽中设有滚珠5b，这样设计既可以减轻制动操作对减压环5本身的冲击，又可以进一步减轻对制动装置其他部件的冲击，确保设备运行稳定可靠。

本实用新型的常闭离心式增力制动装置，在旋转或行走设备运行之前，始终处于常闭制动工作状态。在开始运行时，旋转或行车电动机驱动花键轴2，花键轴2上的启动扭矩带动其上的旋转制动体6和花键套3旋转，花键套3的多齿形端面扭矩力作用在与其咬合的多齿形结合体4上，多齿形结合体4所产生的反作用力，迫使花键套3沿多齿形结合体4的多齿斜面位移，此时花键套3的圆凸台侧挤压减压环5，迫使其向旋转制动体6靠近，如图中箭头方向所示。

减压环5同时挤压楔形制动销9、楔形作用销15和复位柱销7的端面，使复位柱销7的圆柱台压缩套装在其上的复位弹簧8，而楔形制动销9的楔面也挤压弧形制动块10的内弧面，带动弧形制动块10绕其固定轴12旋转。弧形制动块10内侧端上的弹簧销16拉伸挂装在固定销13上的增力弹簧11，使弧形制动块10外侧端上的滚动轴承21与弧形固定架17的内圆弧面脱离。

与此同时，楔形作用销15的楔面挤压离心块14的中间开口斜面，使离心块14在此挤压力和其自身离心力的共同作用下，加快离心运动，通过离心块两边的缺口拨动曲形连杆臂24，拉扯铰接在曲形连杆臂24另一端的摆动臂26向内运动，由于摆动臂26的另一端与弧形固定架17上的导向轴19相连，从而可带动弧形固定架17及其上的弧形摩擦片18作向心运动，使弧形摩擦片18与制动壳体1的内圆弧面脱离。由此本实用新型处于制动释放状态，旋转设备或行车设备可投入正常的运行。

在需要制动时，行走电动机停止转动的瞬间，复位弹簧8伸展推动复位柱销7，复位柱销7则挤压减压环5的端面，减压环5再迫使花键套3在花键轴2上向多齿形结合体4方向位移一个恒定的δ值。花键套3的多齿形端面沿多齿形结合体4的多齿斜面向其根部移动，直至两者完全咬合。

与此同时，在增力弹簧11的复位力作用下，弧形制动块10绕其固定轴12转动，其内弧面反向挤压楔形制动销9的楔面，迫使楔形制动销9轴向位移一个恒定的δ值距离。而弧形制动块10外侧端上的滚动轴承21向外挤压弧形固定架17的内圆弧面，嵌装在旋转制动体6的V型导向口6a中的导向轴19沿V型导向口6a一侧离心位移，使铆接在弧形固定架17上的弧形摩擦片18对制动壳体1的内圆弧面施加摩擦力，完成本实用新型的增力制动，使旋转或行车设备处于制动状态。

而弧形固定架17上的导向轴19通过摆动臂26、曲形连杆臂24反作用于离心块14，使离心块14产生向心运动，离心块14的中间开口斜面反向挤压楔形作用销15的楔面，使楔形作用销15轴向移动复位。

Claims (5)

1.一种常闭离心式增力制动装置，包括一个固定安装的内腔呈圆柱形的制动壳体(1)，所述制动壳体(1)的中间布置有一根由电动机驱动的花键轴(2)，其特征在于：

所述花键轴(2)的圆台阶轴段上固定套装有一个轴截面呈空心工字型的旋转制动体(6)，所述旋转制动体(6)与制动壳体(1)的内圆弧面之间至少设置有一对轴对称布置的弧形摩擦片(18)，所述弧形摩擦片(18)安装在弧形固定架(17)上，所述弧形固定架(17)的两端固连有导向轴(19)，所述旋转制动体(6)的两端旋转面边缘上设有V型导向口(6a)，所述导向轴(19)嵌置在该V型导向口(6a)中；

所述旋转制动体(6)的两端旋转面之间设有与弧形摩擦片(18)数量对应的呈径向对称布置的离心块(14)，所述离心块(14)的中间开口斜面与一可轴向移动的楔形作用销(15)相配合，所述楔形作用销(15)安装在旋转制动体(6)两端旋转面之间；所述离心块(14)的两边缺口分别与一对曲形连杆臂(24)的一端拨动配合，所述曲形连杆臂(24)的中部铰接安装在旋转制动体(6)两端旋转面之间的定位轴(25)上，所述曲形连杆臂(24)的另一端与摆动臂(26)的一端铰接，所述摆动臂(26)的另一端与所述导向轴(19)相连，从而可使离心块(14)带动弧形固定架(17)上的弧形摩擦片(18)沿径向相对运动；

所述旋转制动体(6)的两端旋转面之间设有与所述弧形摩擦片(18)数量对应的弧形制动块(10)，所述弧形制动块(10)的中部安装在该旋转制动体(6)两端旋转面之间的固定轴(12)上，所述弧形制动块(10)的外弧面与弧形固定架(17)的内圆弧面相配合，所述弧形制动块(10)的内弧面与一可轴向移动的楔形制动销(9)相配合，所述楔形制动销(9)也安装在该旋转制动体(6)两端旋转面之间；所述弧形制动块(10)的内侧端与一增力弹簧(11)相连，所述增力弹簧(11)的另一端固定在该旋转制动体(6)两端旋转面之间的固定销(13)上；

所述旋转制动体(6)的两端旋转面之间还设有多个可轴向移动的复位柱销(7)，所述复位柱销(7)的凸台段套装有复位弹簧(8)；

所述花键轴(2)的花键槽轴段上活动套装有一个可轴向移动的花键套(3)，所述花键套(3)的端面呈多齿形，该多齿形端面与一多齿形结合体(4)相啮合，所述多齿形结合体(4)则与负载轴(23)相连；所述花键套(3)的多齿形端面之后还设有一圆凸台，该圆凸台的侧面设有一减压环(5)，所述减压环(5)与伸出所述旋转制动体(6)的一端旋转面外的复位柱销(7)、楔形制动销(9)和楔形作用销(15)的端面贴合，并与所述旋转制动体(6)的旋转端面之间始终保持有一个恒定δ值的距离。

2.根据权利要求1所述的常闭离心式增力制动装置，其特征在于：所述旋转制动体(6)的两端旋转面外侧分别嵌置有一齿条(31)，所述弧形固定架(17)的两端面上分别安装有一导向套筒(30)，所述导向套筒(30)内设置有一齿杆(29)，所述齿杆(29)上安装有迫使齿杆(29)与齿条(31)相啮合的压缩弹簧(28)。

3.根据权利要求1或2所述的常闭离心式增力制动装置，其特征在于：所述楔形制动销(9)的另一端面上还连接有一伸出所述制动壳体(1)外的手动调节螺栓(32)。

4.根据权利要求1或2所述的常闭离心式增力制动装置，其特征在于：所述弧形制动块(10)的外侧端上设置有轴承销(20)，所述轴承销(20)上安装有与所述弧形固定架(17)的内圆弧面相配合的滚动轴承(21)。

5.根据权利要求1或2所述的常闭离心式增力制动装置，其特征在于：所述减压环(5)由可相对旋转的内压环(5c)和外压环(5a)构成，内压环(5c)和外压环(5a)之间的环槽中设有滚珠(5b)。

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