專利名稱：電動鉗式制動器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種大型機械用制動器，具體是一種電動鉗式制動器。
背景技術：
工業制動器廣泛應用于電廠、礦山、航海等有大型設備運行的領域，它不僅有助于 生產，并且在設備維修時保證了設備和人員的安全，是一種比較普及的工業機械。目前，市 場上銷售和設備上使用的制動器結構多種多樣，但是大都不夠環保、不夠安全可靠、控制過 程繁瑣且沒有摩擦片的磨損量的自動補償功能。大連理工大學提出一種風電夾鉗浮動盤式制動器。風電制動器通過導向軸相對制 動盤軸向滑動，其中在主動鉗的一側設置液壓缸，被動鉗一側的摩擦片裝在被動鉗上，被動 鉗和主動鉗通過螺栓緊固在一起。制動時，液壓缸中的液壓油被抽回，被壓縮的彈簧將主動 鉗一側的摩擦片向左推，直至與被動鉗上的摩擦片與制動盤相接觸，制動盤兩側的摩擦片 將制動盤夾緊，使制動盤產生與運動方向相反的制動力矩，促使制動盤停止運動。該制動器有諸多不足1、液壓制動器是經過電控箱控制泵站進而控制液壓制動器，這樣的結構成本高， 而且中間環節增多，增大了出現問題的概率。2、液壓制動器是利用高壓油工作的，若密封性不好就會出現液壓油泄露的情況， 而使得液壓制動器失效，造成安全隱患。3、這種液壓制動器屬于常開型，需要泵站一直提供壓力，即泵站要一直處于工作 狀態，使能耗增加。4、長期使用使制動盤和摩擦片磨損，需要人工更換或調整整，增加了人員的工作 強度和生產的成本。發現內容為了克服技術中存在的成本高、存在安全隱患、能耗高以及工作強度大的不足，本 發明提出一種電動鉗式制動器。本發明包括吊梁、上鉗體、下鉗體、摩擦片、安裝座、復位彈簧和螺旋升降器。摩擦 片位于上鉗體和下鉗體之間。吊梁位于電動鉗式制動器的中部，兩端分別固定在立柱的頂 端；復位彈簧套裝在立柱上。其特征在于，還包括碟簧壓桿、杠桿和連桿，并且在吊梁一側安 裝有螺旋升降器，碟簧壓桿位于上鉗體中部。杠桿的一端絞接在上鉗體上，杠桿的另一端與 連桿的一端絞接。連桿的另一端與絲杠絞接。連桿通過上鉗體表面的連接耳片安裝在上鉗 體的上表面。螺旋升降器中的蝸桿的一端通過軸承安裝在殼體一側壁上。蝸桿的另一端與 安全離合器連接。安全離合器的另一端與連接軸連接。連接軸的另一端通過軸套穿過在殼 體另一側壁，并與位于殼體外的電機輸出軸連接。碟簧壓桿包括套頂頭和套筒。頂頭套裝在套筒內，并使套筒內的碟簧套桿嵌入套 頂頭端面的凹槽內。套筒與套頂頭之間間隙配合。碟簧位于套筒內被套裝在碟簧套桿上。套筒為圓形殼體，其內孔一端封閉，在該套筒內封閉端的底部有軸向延伸的圓柱形的碟簧套桿。套頂頭一端端面中心有圓形凹槽，該凹槽的直徑與圓柱形碟簧套桿的直徑 相同；在套頂頭的另一端端面有受力塊。受力塊的表面為圓弧形。在上鉗體一端上表面有一對凸出該表面的耳片，該耳片上有連接孔，用于絞接杠 桿。螺旋升降器采用具有過載保護的螺旋升降器。本發明所采用的螺旋升降器具有自鎖功能，因此只有在工作時才會耗能，與液壓 制動器和氣動制動器相比，有效降低了能耗。同時，本發明的體積較電液推桿式制動器要小 許多，更加節省空間。由于本發明的螺旋升降器中采用了安全離合器，當上摩擦片及下摩擦片與制動盤 的間隙一定，電動機的轉速也一定時，則制動器每次夾緊和松開制動盤的時間也是一定的。 當制動盤被夾緊后，電動機繼續轉動，安全離合器則會空轉，保護了電動機且制動盤所受的 摩擦力不變，這樣，不僅起到保護電動機及后續傳動機構的作用，而且可根據安全離合器自 身的特點來實現對制動器簡單而有效的控制。同時，采用的安全離合器在保證加緊的情況 下，利用加緊時電動機轉動的時間比松開時電動機轉動的時間稍長一些的方法，不僅實現 了制動器制動盤的加緊及松開，而且還實現了摩擦片磨損量的自動補償，這是其他類型制 動器所不具備的。綜上所述，本發明具有結構簡單、成本低，使用方便的特點，適用于大型機械的制動。
圖1是電動鉗式制動器的結構示意圖；圖2是電動鉗式制動器的右視圖；圖3是電動鉗式制動器的俯視圖；圖4是安裝座的剖視圖；圖5是碟簧壓桿的剖視圖；圖6是上鉗體的主視圖；圖7是上鉗體的俯視圖；圖8是上鉗體、下鉗體、碟簧壓桿、上摩擦片和下摩擦片的裝配示意圖；圖9是螺旋升降器的結構示意圖；圖10是螺旋升降器結構示意圖俯視圖。其中1.上鉗體2.上摩擦片3.下鉗體4.下摩擦片5.擋塊6.碟簧壓桿7.杠 桿8.連桿9.安裝座10.立柱11.復位彈簧12.吊梁13.螺旋升降器14.電動 機15.絲杠16.緊定螺釘17.套筒18.碟簧19.頂頭20.殼體21.絲杠22.蝸 桿 23.蝸輪 24.上端蓋25.上油封 26.上軸承 27.下端蓋 28.下油封 29.下軸 承30.安全離合器31.連接軸32.殼體油封33.軸套
具體實施例方式本實施例包括吊梁12、上鉗體1、下鉗體3、摩擦片、碟簧壓桿6、安裝座和螺旋升降 器13。其中摩擦片包括上摩擦片2和下摩擦片4。
吊梁12位于電動鉗式制動器的中部，兩端分別固定在立柱10的頂端；復位彈簧 11套裝在立柱10上。在吊梁12 —側安裝有螺旋升降器，在吊梁12另一側安裝有上鉗體 1、下鉗體3和摩擦片。碟簧壓桿6位于電動鉗式制動器長度方向的中軸線上，安裝在上鉗 體1中部。杠桿7的一端絞接在上鉗體1上，另一端與連桿8的一端絞接；連桿8的另一端 與絲杠15絞接。連桿8通過上鉗體1表面的連接耳片安裝在上鉗體1的上表面。上鉗體1 一端的下表面與下鉗體3 —端的上表面配合，并通過三個長螺釘固定。上 摩擦片2固定在上鉗體1的下表面，下摩擦片4固定在下鉗體4的上表面。擋塊5有四塊，分別固定在上鉗體1和下鉗體3兩端，用于限定上摩擦片2和下摩 擦片4的位置。碟簧壓桿6包括頂頭19和套筒17。套筒17為圓形殼體，其內孔一端封閉，在該套 筒17內封閉端的底部有軸向延伸的圓柱形碟簧套桿。頂頭19為圓形桿件，一端端面中心 有圓形凹槽，該凹槽的直徑與圓柱形碟簧套桿的直徑相同；在頂頭19的另一端端面，有方 形的受力塊，用于承受杠桿的壓力；受力塊的表面為圓弧形。頂頭19裝在套筒17內，并使 套筒17內的碟簧套桿嵌入頂頭19端面的凹槽內；套筒17與頂頭19之間間隙配合。碟簧 18位于套筒17內被套裝在碟簧套桿上。上鉗體1在現有技術的基礎上做了改進，具體是，在上鉗體1 一端上表面有一對凸 出該表面的耳片，該耳片上有連接孔，用于連接杠桿7。杠桿7絞接在上鉗體1上的一對耳 片之間。本實施例中的下鉗體3、摩擦片、安裝座和螺旋升降器13均采用現有技術。安裝座由底座9、兩個立柱10及兩個緊定螺釘16構成。兩個立柱10分別裝在底 座9的兩側的孔內。兩個緊定螺釘16從安裝座9的兩側兩個螺紋孔穿過將兩個立柱10分 別頂死。本實施例中，摩擦片2用套有彈簧的螺釘分別裝在上鉗體1的下部與上鉗體1上 的兩個擋塊5之間。摩擦片4裝在下鉗體3的上部與下鉗體3的兩個擋塊5之間。碟簧壓 桿6裝在上鉗體1的孔內且壓在裝在上鉗體1的摩擦片2的背面上。杠桿7的一頭通過銷 軸裝在上鉗體1上，并壓在碟簧壓桿6的頂頭19的正上方，杠桿7的另一端用銷軸與連桿8 相連接。螺旋升降器13通過若干螺釘固定在上鉗體1及下鉗體3的后部。固定在一起的 上鉗體1與下鉗體3通過下鉗體3上的導柱孔裝在安裝座9的立柱10上。兩個復位彈簧 11分別裝在兩個立柱10上且在下鉗體3之上。吊梁12通過螺釘固定在兩個立柱10的頂 端。連桿8通過銷軸與絲杠15連接。電動機14的軸插在軸套30的孔里且用螺釘將電動 機14固定在螺旋升降器13上。螺旋升降器13包括殼體20、上端蓋M、下端蓋27、絲杠21、蝸桿22、蝸輪23和安 全離合器30。其中，殼體20是下端蓋27、絲杠21和蝸桿22的載體。蝸桿22位于殼體20 內一側中部的蝸桿槽內；在蝸桿22的兩側固定有上端蓋對和下端蓋27，絲杠2穿過上端蓋 24和下端蓋27的中心孔。蝸輪23位于上端蓋M和下端蓋27之間，被套裝在絲杠2上，并 與位于殼體內一側中部的蝸桿配合。上軸承7和下軸承10位于上端蓋M和下端蓋27之 間，均與蝸輪23配合。在上軸承7和下軸承10與上端蓋M和下端蓋27之間分別安裝有 上油封25和下油封觀。螺旋升降器的蝸桿22的一端通過軸承安裝在殼體20 —側壁上；蝸桿22的另一端與聯軸型安全離合器30的聯結軸連接。安全離合器30的另一端與連接軸31連接。連接 軸31的另一端通過軸套33穿過在殼體20另一側壁，并與位于殼體20外的電機輸出軸連 接。軸套33與殼體20壁之間有軸承，并通過殼體油封32密封。螺旋升降器13通過電動機14驅動螺旋升降器13，電動機14帶動軸套30轉動。 軸套30帶動軸沈上的安全離合器25轉動。安全離合器25帶動軸M上的蝸桿16轉動。 蝸桿16帶動蝸輪17轉動。轉動的蝸輪17的內螺紋會將絲杠15向下拉。向下運動的絲杠 15將拉著連桿8向下運動。向下運動的連桿8拉著杠桿7順時針向下轉動。向下轉動的 杠桿7將把碟簧壓桿6向下壓。碟簧壓桿6把上摩擦片2壓向制動盤。因制動盤給上摩擦 片2的反作用力，會使上鉗體1與下鉗體3順著立柱10向上運動，直到下鉗體3上的下摩 擦片4緊緊壓在制動盤上。因受到巨大的摩擦力的作用，制動盤會減速直到停止轉動。若要制動盤不再受摩擦力的作用，則只需使電動機14反向轉動，絲杠15向上運 動，杠桿8將逆時針向上轉動，杠桿7對碟簧壓桿6的壓力逐漸減小直到為零，同時復位彈 簧11會推動上鉗體1和下鉗體3復位，上摩擦片2和下摩擦片4將不再壓著制動盤，此后 制動盤將恢復轉動。碟簧壓桿6不僅起到下壓上摩擦片2和緩沖的作用，還起到儲能的作用。當制動 盤被夾緊后，電動機14將斷電停轉，由于各零件間客觀存在的微小縫隙，巨大的壓力會使 各零件逆向運動。若采用實心壓桿，則摩擦片2和摩擦片4對制動盤的摩擦力有降為零的 可能，而碟簧壓桿6卻可在這種情況下依然使制動盤受到很大的摩擦力的作用。由絲杠15、蝸輪17及蝸桿16所構成的傳動機構具有自鎖功能，所以即使電動機 14斷電停轉，整個傳動機構和傳力機構也不會失效。螺旋升降器13中的安全離合器25不僅起到保護電動機14及后續傳動機構的作 用，而且可根據安全離合器25自身的特點來實現對電動鉗式制動器簡單而有效的控制。具 體原理及實施方法如下當上摩擦片2及下摩擦片4與制動盤的間隙一定，電動機14的轉 速也一定時，則制動器每次夾緊和松開制動盤的時間也是一定的。當制動盤被夾緊后，電動 機14繼續轉動，安全離合器25則會空轉，保護了電動機14且制動盤所受的摩擦力不變。假 設1秒制動器可將制動盤夾緊，則1. 5秒制動器就一定能將制動盤夾緊，那么再用1秒松開 制動盤，則此時上摩擦片2及下摩擦片4與制動盤的間隙與未開始加緊前是相同的，因此在 保證加緊的情況下，利用加緊時電動機14轉動的時間比松開時電動機14轉動的時間稍長 一些的方法，不僅可完成制動器制動盤的加緊及松開，而且還可實現摩擦片的磨損量的自 動補償。
權利要求
1.一種電動鉗式制動器，包括吊梁(12)、上鉗體(1)、下鉗體(3)、摩擦片、安裝座(9)、 復位彈簧(11)和螺旋升降器(π)；摩擦片位于上鉗體(1)和下鉗體C3)之間；吊梁(12) 位于電動鉗式制動器的中部，兩端分別固定在立柱(10)的頂端；復位彈簧(11)套裝在立 柱(10)上；其特征在于，還包括碟簧壓桿(6)、杠桿(7)和連桿(8)，并且在吊梁(1 一側 安裝有螺旋升降器(13)，碟簧壓桿(6)位于上鉗體(1)中部；杠桿(7)的一端絞接在上鉗 體(1)上，杠桿(7)的另一端與連桿(8)的一端絞接；連桿(8)的另一端與絲杠(1 絞接； 連桿(8)通過上鉗體(1)表面的連接耳片安裝在上鉗體(1)的上表面；螺旋升降器(13)中 的蝸桿02)的一端通過軸承安裝在殼體00) —側壁上；蝸桿02)的另一端與安全離合器 (30)連接；安全離合器(30)的另一端與連接軸(31)連接；連接軸(31)的另一端通過軸套 (33)穿過在殼體OO)另一側壁，并與位于殼體OO)外的電機輸出軸連接。
2.如權利要求1所述一種電動鉗式制動器，其特征在于，碟簧壓桿(6)包括套頂頭 (19)和套筒(17)；頂頭(19)套裝在套筒(17)內，并使套筒(17)內的碟簧套桿嵌入套頂頭 (19)端面的凹槽內；套筒(17)與套頂頭(19)之間間隙配合；碟簧(18)位于套筒(17)內 被套裝在碟簧套桿上。
3.如權利要求2所述一種電動鉗式制動器，其特征在于，套筒(17)為圓形殼體，其內 孔一端封閉，在該套筒(17)內封閉端的底部有軸向延伸的圓柱形的碟簧套桿；套頂頭(19) 一端端面中心有圓形凹槽，該凹槽的直徑與圓柱形碟簧套桿的直徑相同；在套頂頭(19)的 另一端端面有受力塊；受力塊的表面為圓弧形。
4.如權利要求1所述一種電動鉗式制動器，其特征在于，在上鉗體(1)一端上表面有一 對凸出該表面的耳片，該耳片上有連接孔，用于絞接杠桿(7)。
5.如權利要求1所述一種電動鉗式制動器，其特征在于，螺旋升降器(1 采用具有過 載保護的螺旋升降器。
全文摘要
一種電動鉗式制動器，包括吊梁、上鉗體、下鉗體、摩擦片、安裝座、復位彈簧、螺旋升降器、碟簧壓桿、杠桿和連桿。摩擦片位于上鉗體和下鉗體之間。吊梁位于電動鉗式制動器的中部，兩端分別固定在立柱的頂端。復位彈簧套裝在立柱上。在吊梁一側安裝有螺旋升降器，碟簧壓桿位于上鉗體中部杠桿的一端絞接在上鉗體上，杠桿的另一端與連桿的一端絞接連桿的另一端與絲杠絞接連桿通過上鉗體表面的連接耳片安裝在上鉗體的上表面。由于本發明能夠對摩擦片的磨損量自動補償，具有能耗低、體積小，使用方便的特點，適用于大型機械的制動。
文檔編號F16D55/22GK102135148SQ201110005189
公開日2011年7月27日 申請日期2011年1月6日 優先權日2011年1月6日
發明者付濤, 關銘, 吳繼平, 張元元, 張微西, 張騰飛, 徐凱, 李凱, 王鵬博, 閻君, 陳宇, 韓占軍, 馬小梅 申請人:西安東風儀表廠