專利名稱：一種圓錐面外抱塊式制動器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種摩擦類制動器，其用于制動的摩擦面采用圓錐面，是相對于現(xiàn)有外抱塊式制動器利用圓柱面作為摩擦面的另一種方式。屬于機械裝置及運輸技術領域。
背景技術：
外抱塊式制動器廣泛應用于各種起重、皮帶運輸、港口裝卸及冶金等機械中，用于各種機構的減速和停車制動。外抱塊式制動器也常稱為鼓式或輪式制動器，主要結構包括制動瓦、制動臂、退距調(diào)整桿、制動彈簧、推動器、底座等，附屬裝置包括退距均等、自動磨損補償、手動釋放、檢測開關等。制動作用的產(chǎn)生是利用制動瓦對安裝于機構上的制動輪(亦稱制動鼓)施加壓力，從而產(chǎn)生制動力矩；制動壓力來自于制動彈簧或推動器。制動瓦成對設置，對稱布置，制動覆面包角常用的為70°，制動瓦上安裝有制動襯墊。 外抱塊式制動器已由國家或行業(yè)制定各種尺寸規(guī)格和制動力矩的標準系列產(chǎn)品，產(chǎn)品技術成熟，其制動摩擦面的特點是利用制動輪和制動瓦上的圓柱面。外抱塊式制動器由專業(yè)廠家成套提供，制動輪常由聯(lián)軸器廠家配套提供。目前使用的外抱塊式制動器的制動力矩受制動輪外徑和對偶件的摩擦系數(shù)等限制，導致制動力矩小，力矩適用范圍窄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述外抱塊式制動器的缺點，發(fā)揮圓錐面自行增力的優(yōu)勢，提供一種制動力矩更大或制動器構件可以減小的節(jié)能制動器。本發(fā)明的技術方案是外抱塊式制動器包括制動臂、設置于所述制動臂上的制動瓦，制動瓦上設置有制動襯墊，制動襯墊作用于制動輪進行摩擦制動。制動輪上的制動摩擦面為360°圓錐面，制動襯墊上的制動摩擦面是與制動輪上的圓錐面相匹配的一段圓錐面。更進一步的是制動摩擦面形成的另一種方式是制動瓦上不設置制動襯墊，制動瓦直接與制動輪接觸形成的制動摩擦面為圓錐面。更進一步的是用作制動摩擦面的圓錐面與制動作用力F的夾角α的范圍為8° 彡 α 彡 50°。更進一步的是用作制動摩擦面的圓錐面由兩個圓錐面構成，且兩個圓錐面相互對稱。更進一步的是制動輪圓錐面為內(nèi)凹方式，制動襯墊圓錐面為外凸方式，制動器相互匹配的圓錐面也可采用內(nèi)凹和外凸方向相反的方式。更進一步的是制動瓦上不設置制動襯墊時，制動輪圓錐面為內(nèi)凹方式，制動瓦上的圓錐面為外凸方式，制動器相互匹配的圓錐面也可采用內(nèi)凹和外凸方向相反的方式。本發(fā)明摩擦力產(chǎn)生并增力的原理是若制動作用力與制動瓦或制動輪的圓錐面之間角度為α (8°彡α彡50° )，施加的制動作用力為F，則在圓錐面上產(chǎn)生的制動壓力N=F/sina，是施加的制動作用力F的Ι/sina倍。在制動作用力F相同的情況下，圓錐面摩擦制動的摩擦力及制動力矩是利用圓柱面作為摩擦面的外抱塊式制動器的1/sin α倍。為了保證制動過程中，制動瓦與制動輪之間不被自鎖，制動瓦與制動輪之間的摩擦系數(shù)μ需滿足tga ^ μ。因此，對于各種制動材料，都可選擇合適的制動作用力與圓錐面之間的夾角α，獲得理想的制動力矩。本發(fā)明的有益效果如下I.在推動器及制動彈簧、制動臂等不變的情況下，可獲得比現(xiàn)有外抱塊式制動器大的制動力矩，制動作用力與圓錐面夾角越小，增力作用越大。2.與現(xiàn)有外抱塊式制動器相比，在相同制動力矩情況下，可減小制動器構件的規(guī)格和截面尺寸，可節(jié)省資源，并有效節(jié)省能源。3.制動材料的選擇范圍更廣，能更好地滿足高溫、耐磨等制動器使用性能的要求。


圖I :圓錐面外抱塊式制動器裝配圖。圖2 :圖I的A-A剖視圖。圖中標號對應零部件名稱或標識說明如下底座I、制動臂2、制動瓦3、退距調(diào)整桿4、制動彈簧5、三角桿6、推動器7、制動輪8、制動襯墊9、制動輪圓錐面10、制動襯墊圓錐面11、制動作用力F、制動壓力N、制動作用力與圓錐面間夾角α、制動覆面包角β，制動輪圓錐面根部間距d。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明主要結構特征和動作原理作進一步說明。參見圖1，本發(fā)明制動器結構及動作過程和利用圓柱面作為摩擦面的外抱塊式制動器相同。主要構件中，基本結構不變的包括底座I、制動臂2、退距調(diào)整桿4、制動彈簧5、三角桿6、推動器7。常用的常閉式制動器抱閘通過制動彈簧5拉緊制動器兩制動臂2，從而使制動瓦3壓緊制動輪8 ;松閘通過推動器7轉動三角桿6，由退距調(diào)整桿4傳力壓緊制動彈簧5，從而使制動臂2向外側擺動，使制動瓦3松開制動輪8。制動瓦3覆面包角β為70° 80°，制動襯墊9為制動瓦3的一個零件。圖I所示為制動器的制動彈簧5水平安裝的結構型式，現(xiàn)有利用圓柱面作為摩擦面的外抱塊式制動器的各種結構型式皆適用于本發(fā)明，包括制動彈簧5垂直安裝，以及推動器采用電磁鐵或電力液壓推動器等。圖2更清楚顯示了本發(fā)明的結構特征制動輪圓錐面10與制動襯墊圓錐面11相互匹配，并作為制動輪8與制動瓦3之間的制動摩擦面。需說明的是由于常規(guī)做法是制動輪由聯(lián)軸器廠家配套提供，所以本圖中制動輪用雙點劃線表示。制動輪8的圓錐面為母線360°旋轉并對稱的兩制動輪圓錐面10，與制動襯墊圓維面11相互匹配，制動瓦3成對地與制動輪中心線對稱布直。如果制動瓦3對制動輪8施加制動作用力F，制動作用力與圓錐面間夾角為α (8° < α <50° )，則在制動輪圓錐面10上產(chǎn)生的壓力N = F/sin α，是施加制動作用力F的Ι/sin α倍。制動輪圓錐面10在壓力N作用下產(chǎn)生大小為N μ (μ為滑動摩擦系數(shù))的摩擦力，從而對制動輪8產(chǎn)生相對于中心線的制動力矩。為避免出現(xiàn)制動器抱死情況，制動作用力與圓錐面間夾角α需滿足tg α 彡 μ。圖2中制動輪圓錐面10為內(nèi)凹方式、制動襯墊圓錐面11為外凸方式，制動器相互匹配的圓錐面也可采用內(nèi)凹和外凸與圖2所示方向相反的方式。當制動瓦3上不設置制動襯墊9時，制動瓦3直接與制動輪8接觸形成制動摩擦面，凹進或凸出的情況也是如此。為方便制動輪8或制動瓦3圓錐面加工，內(nèi)凹圓錐面母線需沿軸向對稱拉開一定距離，從而使圓錐面母線的根部距離如圖2中尺寸d。實施例I :當制動襯墊9采用無石棉摩擦襯墊材料時，可通過調(diào)整配方控制其與鋼之間摩擦系數(shù)小于O. 5，制動作用力與圓錐面間夾角α為30°。與外抱塊式制動器采用圓柱面作為摩擦面相比，在制動作用力F相同的情況下，可獲得2倍的制動力矩。實施例2 :制動襯墊采用一種自潤滑耐磨材料，該種材料與鋼之間摩擦系數(shù)μ最大小于O. 2，該種材料具有耐高溫、耐磨、承載能力大的特點。制動作用力與圓錐面間夾角α為12°，制動壓力N是制動作用力F的4. 8倍，圓錐面的增力作用彌補了摩擦系數(shù)降低 的影響，同時獲得了耐高溫、耐磨的使用效果；而且由于材料承載能力增加，因此可增加制動作用力F滿足更大的制動力矩要求。頭施例3 :制動瓦3上不設直制動襯塾9，制動瓦3直接與制動輪8接觸形成制動摩擦的圓錐面。使用制動襯墊時，一般不能在高溫環(huán)境下使用。而采用該種方式的制動器可選用低成本材料，并能在高溫環(huán)境下使用，且滿足耐磨性能的要求。
權利要求
1.一種外抱塊式制動器，包括制動臂(2)、設置于所述制動臂(2)上的制動瓦(3)，制動瓦(3)上設置有制動襯墊(9)，制動襯墊(9)作用于制動輪(8)進行摩擦制動。其特征是制動輪(8)上的制動摩擦面為360°圓錐面(10)，制動襯墊(9)上的制動摩擦面是與所述制動輪(8)上的圓錐面(10)相匹配的一段圓錐面(11)。
2.如權利要求I所述的一種外抱塊式制動器，其特征是制動摩擦面形成的另一種方式是制動瓦(3)上不設置制動襯墊(9)，制動瓦(3)直接與制動輪(8)接觸形成的制動摩擦面為圓錐面。
3.如權利要求I或2所述的一種外抱塊式制動器，其特征是所述用作制動摩擦面的圓錐面與制動作用力F的夾角α的范圍為8°彡α彡50°。
4.如權利要求I或2所述的一種外抱塊式制動器，其特征是所述用作制動摩擦面的圓錐面由兩個圓錐面構成,且兩個圓錐面相互對稱。
5.如權利要求I所述的一種外抱塊式制動器，其特征是制動輪圓錐面(10)為內(nèi)凹方式，制動襯墊圓錐面(11)為外凸方式，制動器相互匹配的圓錐面也可采用內(nèi)凹和外凸方向相反的方式。
6.如權利要求2所述的一種外抱塊式制動器，其特征是制動瓦(3)上不設置制動襯墊(9)時，制動輪圓錐面(10)為內(nèi)凹方式，制動瓦上的圓錐面為外凸方式，制動器相互匹配的圓錐面也可采用內(nèi)凹和外凸方向相反的方式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種外抱塊式制動器，主要結構特征是制動器的制動摩擦面采用圓錐面，是相對于現(xiàn)有外抱塊式制動器利用圓柱面作為制動摩擦面的另一種方式，屬于機械裝置及運輸技術領域。由于圓錐面具有自行增力的作用，因此能夠獲得增加制動力矩，或相同力矩情況下減小制動器構件規(guī)格尺寸，以及制動材料的選擇范圍更廣等優(yōu)勢。
文檔編號F16D49/16GK102889323SQ20121042270
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權日2012年10月26日
發(fā)明者周興 申請人:周興