專利名稱：制動電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制動電機技術(shù)領(lǐng)域，一種制動力矩高達2～3倍電機額定扭矩的制動電機，是制動電機技術(shù)的重大技術(shù)創(chuàng)新。其中，集制動、電機及減速三功能于一體的制動電機更是填補了國內(nèi)外的空白。
制動電機廣泛地應用于礦山、冶金、起重、化學、化工及輕工等，用來吊裝物件，用于生產(chǎn)線上要求快速停止、防止滑行?，F(xiàn)有制動電機有傍磁、附加電磁制動器及錐形轉(zhuǎn)子電機等。另外如卷揚機是將制動器附加在電機輸出端，屬于外置式制動電機。現(xiàn)有技術(shù)的缺點在于適用功率范圍較小、制動力矩小、結(jié)構(gòu)復雜、造價高及不適于防爆環(huán)境使用。
本發(fā)明目的(一)提出一種具有足夠大制動力矩的非磁力制動電機；(二)公開制動、電機、減速三位一體制動電機。
本發(fā)明實施方案在輸入軸與輸出軸之間裝置鋼球V形槽機構(gòu)與摩擦副。鋼球V形槽機構(gòu)是機械無級變速器剛性摩擦傳動中極為重要的自動加壓部件，其自身兼具有離合與聯(lián)軸器兩大功能。在通電輸入軸轉(zhuǎn)動時，軸上的主動V形槽盤的V形槽面對鋼球產(chǎn)生正壓力，其軸向分力推動從動V形槽盤，于是摩擦副分離，制動力矩消失，這便是離合器功能；周向分力則驅(qū)動輸出軸，顯然為聯(lián)軸器功能。當斷電輸入軸停止轉(zhuǎn)動時，壓縮彈簧迅速使摩擦副結(jié)合，機構(gòu)即處于制動狀態(tài)。鋼球V形槽機的優(yōu)點不僅動作靈敏、結(jié)構(gòu)簡單，且根據(jù)理論據(jù)計算公式M＝R*Q*tgλ，其驅(qū)動力矩M與V形槽傾角λ成正比，而軸向作用力Q則與λ成反比。當扭矩M一定時，減少傾角λ即可增大軸向力Q，這就是制動力矩可以高達2～3倍的理論根據(jù)。也是用較小驅(qū)動力矩使摩擦副分離的理論依據(jù)。
本發(fā)明根據(jù)制動器的位置有三種形式裝在電機前端內(nèi)腔時構(gòu)成前置式；裝在風扇端則構(gòu)成后置式；在取代錐形轉(zhuǎn)子電機應用于電動葫蘆上時，采用電機與制動器分離的外置式，其好處是用Y系列通用電機和齒輪減速器或少齒差減速器，因而結(jié)構(gòu)簡單及制造成本較低。
本發(fā)明比之電磁式制動電機，其優(yōu)點在于①制動力矩可增大2～1.5倍；②適用功率范圍大；③適用于防爆環(huán)境；④形體小、重量輕，制造成本低30～60％；⑤性能可靠，摩擦副磨損后可自動補償，使用壽命長。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明詳加敘述。


圖1、前置式制動電機實施例一的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2、后置式制動電機實施例二的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖3、制動、電機及減速三位一體實施例三的的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖4、外置式制動電機實施例四的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖5、6、分別為鋼球V形槽結(jié)構(gòu)與摩擦副離合時的工作原理圖參照圖1、5、6、前置式制動電機實施例一，其特征在于電機軸伸端內(nèi)裝置鋼球V形槽機構(gòu)、摩擦副及壓縮彈簧，其中(1)鋼球V形槽機構(gòu)主要由主、從動V形槽盤[3]、[4]及二者之間的鋼球[11]組成。鋼球均布在保持架內(nèi)，鋼球的數(shù)量與V形槽數(shù)相等，其中主動盤與輸入軸[1]的軸端聯(lián)接，從動盤用滑鍵聯(lián)接在輸出軸[10]的軸端；(2)摩擦副由錐盤[6]與內(nèi)錐體[5]組成，其中錐盤套在從動V形槽盤軸頸上并用鍵聯(lián)接，在錐盤端面與輸出軸[10]軸肩之間有彈簧[7]使摩擦副壓緊，電機處于制動狀態(tài)，內(nèi)錐體與端蓋[2]內(nèi)孔配合并用騎縫銷[15]聯(lián)接；(3)輸出軸[10]前端由軸承[9]支承在端蓋[8]內(nèi)，端蓋與機座端面聯(lián)接，后端用無油潤滑軸承支承轉(zhuǎn)子軸[1]上。
為了自動補償摩擦副的磨損，應該使內(nèi)錐體[5]能自動地沿軸向位移一小距離，因而在內(nèi)錐體[5]與端蓋[2]之間放置許多小彈簧[14]與三只限位銷[13]，彈簧裝在端蓋[2]上均布的孔中，當錐盤[6]分離時，彈簧會將內(nèi)錐體[5]沿軸向推動，推動距離由磨損補償量確定，然后由限位銷[13]限制。同時，為了消除制動時產(chǎn)生瞬時沖擊現(xiàn)象，因而在內(nèi)錐體[5]與端蓋[2]之間采用彈性聯(lián)軸器，依靠彈性方式聯(lián)接實現(xiàn)緩沖吸振，以適應頻繁轉(zhuǎn)動，正反轉(zhuǎn)多變及帶負載振動的工況。彈性聯(lián)軸器中最簡單的是剪切式橡膠銷(見“機械設(shè)計手冊”卷4)，此時橡膠銷受到擠壓與剪切。由于橡膠的許用剪應力遠小于工程塑料，因此采用工程塑料，如尼龍銷套，既保持很高的剪應力，又具有極好的緩沖吸振功能。銷套數(shù)量由強度設(shè)計確定。也可以采用金屬薄壁銷套。金屬薄壁銷套應有較好的彈性。
參照圖2、后置式制動電機實施例二，其特征在于在電機非軸伸端的機座內(nèi)腔裝置剛球V形槽機構(gòu)、摩擦副與壓縮彈簧，其中(1)轉(zhuǎn)子軸[1]是一空心軸，輸出軸[10]向后延伸穿過轉(zhuǎn)子軸內(nèi)孔，由非軸伸端的端蓋[12]內(nèi)孔中軸承[9]支承。
(2)空心轉(zhuǎn)子軸[1]后端與輸出軸[10]后端之間分別聯(lián)接主、從動V形槽盤[3]、[4]，二盤之間有鋼球[11]，錐盤[6]與從動盤[4]聯(lián)接，錐盤端面與輸出軸軸肩之間有壓縮彈簧[7]，內(nèi)錐體[5]與端蓋[2]內(nèi)孔配合，并用騎縫銷[15]聯(lián)接，端蓋與機座端面聯(lián)接。
在后置式制動電機機座內(nèi)腔前端裝置減速傳動件時，可以構(gòu)成制動、電機、減速一體的制動電機，使結(jié)構(gòu)更緊湊，輕量化程度更高。電機前端蓋[8]內(nèi)腔裝置齒輪減速器，軸[10]為減速器的輸入軸，減速器的輸出軸[20]由軸承[21]支承在與機座端面聯(lián)接的大端蓋[17]內(nèi)孔。
參照圖3、減速器為少齒差行星減速器，由偏心軸承[19]、齒輪[18]、內(nèi)齒輪[24]，均載環(huán)[23]及輸出軸[20]構(gòu)成，均載環(huán)用(滑動)軸承[22]支承在端蓋[8]軸承孔外緣上，內(nèi)齒輪聯(lián)接在端蓋[8]內(nèi)孔。
參照圖4、外置式制動電機實施例四是一種電動葫蘆，制動電機取代錐形轉(zhuǎn)子電機。其特征在于電機與減速器J置于機架的兩側(cè)，減速器J輸出軸[10]與機架內(nèi)的繩筒D聯(lián)接，電機轉(zhuǎn)子加長軸[1]依次穿過繩筒D與減速器J輸出軸[10]內(nèi)孔并向外延伸，其軸端裝主動V形槽盤[3]，從動V形槽盤[4]用滑鍵聯(lián)接在減速器J的輸入軸[16]上，二盤之間有壓縮彈簧[7]，內(nèi)錐體[5]與端蓋[2]內(nèi)孔配合，并用騎縫銷[15]聯(lián)接，端蓋與減速器機座端面聯(lián)接。
工作原理電機通電時，主動V形槽盤[3]隨轉(zhuǎn)子軸[1]轉(zhuǎn)動，經(jīng)鋼球[11]，一方面使從動V形槽盤[4]沿軸向移動錐盤[6]，于是摩擦副分離，另一方面隨而驅(qū)動輸出軸[10]進行工作，這是因為鋼球V形槽機構(gòu)具有離合器與聯(lián)軸器兩個功能；斷電時，轉(zhuǎn)子軸的扭矩為零，壓縮彈簧[7]使摩擦副結(jié)合，電機即處于制動狀態(tài)。后置式制動電機的特點在于鋼球V形槽機構(gòu)與摩擦副置于電機的風扇端，工作原理與前者相同，主要好處在于方便維修、調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種制動電機，其特征在于電機軸伸端內(nèi)裝置鋼球V形槽機構(gòu)、摩擦副與壓縮彈簧，其中(1)鋼球V形槽機構(gòu)主要由主、從動V形槽盤[3]、[4]及二者之間的鋼球[11]組成，鋼球均布在保持架內(nèi)，鋼球的數(shù)量與V形槽相等，其中主動盤與轉(zhuǎn)子軸[1]的軸端聯(lián)接，從動盤用滑鍵聯(lián)接在輸出軸[10]的軸端；(2)摩擦副由錐盤[6]與內(nèi)錐體[5]組成，其中錐盤套在從動V形槽盤軸頸上并用鍵聯(lián)接，在錐盤端面與輸出軸[10]軸肩之間有壓縮彈簧[7]使摩擦副壓緊，電機處于制動狀態(tài)，內(nèi)錐體與電機內(nèi)端蓋[2]內(nèi)孔配合并用騎縫銷[15]聯(lián)接；(3)輸出軸[10]前端由軸承[9]支承在前端蓋[8]內(nèi)孔中，前端蓋與機座端面聯(lián)接，后端用無油潤滑軸承支承在轉(zhuǎn)子軸[1]上。
2.一種制動電機，其特征在于在電機非軸伸端的機座內(nèi)腔裝置剛球V形槽機構(gòu)、摩擦副與壓縮彈簧，其中(1)轉(zhuǎn)子軸[1]是一空心軸，輸出軸[10]向后延伸穿過轉(zhuǎn)子軸內(nèi)孔，由非軸伸端的端蓋[12]內(nèi)孔中軸承[9]支承。(2)空心轉(zhuǎn)子軸[1]后端與輸出軸[10]后端之間分別聯(lián)接主、從動V形槽盤[3]、[4]，二盤之間有鋼球[11]，錐盤[6]與從動盤[4]聯(lián)接，錐盤端面與輸出軸軸肩之間有壓縮彈簧[7]，內(nèi)錐體[5]與端蓋[2]內(nèi)孔配合，并用騎縫銷[15]聯(lián)接，端蓋與機座端面聯(lián)接。
3.一種制動電機，其特征在于電機與減速器J置于機架的兩側(cè)，減速器J輸出軸[10]與機架內(nèi)的繩筒D聯(lián)接，電機轉(zhuǎn)子加長軸[1]依次穿過繩筒D與減速器J輸出軸[10]內(nèi)孔并向外延伸，其軸端裝主動V形槽盤[3]，從動V形槽盤[4]用滑鍵聯(lián)接在減速器J的輸入軸[16]上，二盤之間有壓縮彈簧[7]，內(nèi)錐體[5]與端蓋[2]內(nèi)孔配合，并用騎縫銷[15]聯(lián)接，端蓋與減速器J機座端面聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制動電機，其特征在于電機前端蓋[8]內(nèi)腔裝置減速器，軸[10]為減速器的輸入軸，減速器的輸出軸[20]由軸承[21]支承在與機座端面聯(lián)接的大端蓋[17]內(nèi)孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制動電機，其特征在于減速器為少齒差行星減速器，由偏心軸承[19]、齒輪[18]、內(nèi)齒輪[24]，均載環(huán)[23]及輸出軸[20]構(gòu)成，均載環(huán)用(滑動)軸承[22]支承在端蓋[8]軸承孔外緣上，內(nèi)齒輪聯(lián)接在端蓋[8]內(nèi)孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的制動電機，其特征在于在內(nèi)錐體[5]與端蓋[2]之間有壓縮彈簧[14]與三只限位銷[13]，彈簧采用多只置于端蓋[2]上均布的孔中，當錐盤[6]分離時，彈簧會將內(nèi)錐體[5]沿軸向推動，其推動距離受限于銷[13]限制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的制動電機，其特征在于騎縫銷[15]用工程塑料，如尼龍制造的銷套，其數(shù)量由強度計算確定。
全文摘要
本發(fā)明制動電機涉及制動電機技術(shù)領(lǐng)域，一種制動力矩高達2～3倍的制動電機，是制動電機的重大技術(shù)創(chuàng)新。其中，集制動、電機及減速于一體的制動電機更是填補國內(nèi)外空白。其特征在于電機內(nèi)裝置剛球V形槽機構(gòu)、摩擦副及壓縮彈簧。通電時，V形槽面對剛球產(chǎn)生正壓力，其軸向分力使摩擦副分離，周向分力則驅(qū)動作功，斷電時彈簧迅速使摩擦副結(jié)合處于制動。優(yōu)點重量輕，制造成本低30～60％，性能可靠，磨損后自動補償，功率范圍大，適用防爆環(huán)境。
文檔編號H02K7/10GK1510819SQ0216018
公開日2004年7月7日 申請日期2002年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月26日
發(fā)明者吳聲震 申請人:吳聲震