專利名稱：直線電機(jī)的斷電剎車保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種直線電機(jī)的剎車保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
直線電機(jī)是一種通過將封閉式磁場展開為開放式磁場，將電能直接轉(zhuǎn)化為直線運(yùn) 動(dòng)的機(jī)械能傳動(dòng)裝置。由于直線電機(jī)采用直接驅(qū)動(dòng)的方式，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的 傳動(dòng)環(huán)節(jié)，使其具有精度高、響應(yīng)快、進(jìn)給速度快、運(yùn)行平穩(wěn)、效率高、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng) 用于軍事、交通、物流傳送以及工業(yè)設(shè)備等需要直線運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。尤其近年來，直線電機(jī)在 數(shù)控機(jī)床為主的工業(yè)設(shè)備上的應(yīng)用，極大地改進(jìn)了機(jī)床的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，使機(jī)床的性能有了新 的飛躍，已成為國內(nèi)外數(shù)控行業(yè)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)。直線電機(jī)主要由初級(jí)、次級(jí)和導(dǎo)軌等部分 組成，初級(jí)相當(dāng)于一般旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子，次級(jí)則相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。通電時(shí)，直線電機(jī) 的初級(jí)和次級(jí)一方固定，另一方在產(chǎn)生的電磁推力作用下沿導(dǎo)軌做相對(duì)直線運(yùn)動(dòng)。但直線 電機(jī)在斷電的情況下，初級(jí)和次級(jí)之間不存在約束作用，這樣的裝置就會(huì)帶來很大的安全 隱患，因此對(duì)于采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)，必須采取一定的斷電保護(hù)措施。斷電剎車制動(dòng)系統(tǒng)是由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床的重要部件之一。由于直線電機(jī)不具 有自鎖功能，當(dāng)將直線電機(jī)用于機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)時(shí)，在斷電情況下，其動(dòng)子部分由于慣性或者 重力的作用而繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，給其使用帶來一定的安全隱患。因此，對(duì)于使用直線電機(jī)進(jìn)行進(jìn)給 的機(jī)床，斷電后的剎車制動(dòng)是必須要考慮的問題。通用的直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)制動(dòng)器不多見，用戶 多是自行設(shè)計(jì)制動(dòng)裝置，其部件的制造和裝配也有諸多不便之處，且制動(dòng)的性能也不易得 到保證。目前有采用回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)垂直安裝直線電機(jī)的剎車制動(dòng)的，但對(duì)于高速運(yùn)行的 直線電機(jī)動(dòng)子，由于其慣性較大，該剎車制動(dòng)方式也不能夠有效避免動(dòng)子的慣性移動(dòng)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了更好的避免因直線電機(jī)在工作過程中突然斷電部件的慣性 移動(dòng)或滑落引發(fā)的事故，提供了一種直線電機(jī)斷電剎車保護(hù)裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案是直線電機(jī)斷電剎車保護(hù)裝置，包括托架組件、動(dòng)力源組件和 剎車制動(dòng)組件，所述托架組件包括托架，用以固定安裝剎車制動(dòng)組件和動(dòng)力源組件，其特征 在于所述動(dòng)力源組件包括液壓缸、液壓缸推桿、碟形彈簧、碟形彈簧擋塊和推塊，所述 液壓缸和碟形彈簧擋塊固定安裝在托架上，所述液壓缸推桿一端位于液壓缸內(nèi)和液壓缸的 活塞固定連接，另一端穿過碟形彈簧擋塊和推塊固定連接，碟形彈簧安裝在推塊和碟形彈 簧擋塊之間，當(dāng)通電時(shí)使得碟形彈簧壓縮變形，當(dāng)斷電時(shí)使得碟形彈簧恢復(fù)變形；所述剎車制動(dòng)組件包括楔形推塊、楔形剎車塊、剎車片、前置擋塊、后置擋塊和彈 簧；所述前置擋塊和后置擋塊沿軸向位于楔形剎車塊的兩端并固定安裝在托架上用以實(shí)現(xiàn) 對(duì)楔形剎車塊的限位；所述托架對(duì)應(yīng)于剎車制動(dòng)組件的位置具有一對(duì)沿軸向分布的凸起， 所述凸起上活動(dòng)安裝有一對(duì)軸向?qū)ΨQ的楔形剎車塊，所述楔形剎車塊的下部也具有一與托架上的凸起厚度相同的沿軸向分布的凸起，所述托架上的凸起和楔形剎車塊上的凸起形成 一對(duì)沿軸向分布的腔體，所述彈簧安裝在腔體內(nèi)用以使楔形剎車塊可以沿垂直于軸向往復(fù) 運(yùn)動(dòng)；所述楔形剎車塊沿軸線方向的內(nèi)側(cè)逐漸向軸線靠攏形成了楔形腔體，所述楔形腔體 內(nèi)嵌入安裝有楔形推塊，楔形推塊與動(dòng)力源組件的推塊接觸并可在推塊和楔形剎車塊的作 用下在楔形腔體內(nèi)沿軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述剎車片安裝在楔形剎車塊的外側(cè)用以在斷電時(shí)和 裝置外部的剎車軌道接觸。上述直線電機(jī)斷電剎車保護(hù)裝置的動(dòng)力源組件的推塊采用弧形，所述推塊和剎車 制動(dòng)組件的楔形推塊為點(diǎn)接觸。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明采用機(jī)械和液壓結(jié)合的混合剎車裝置，可以使進(jìn)行傾 斜、垂直和水平進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的直線電機(jī)在突然斷電的情況下，將其動(dòng)子快速緊緊地固定在某 一位置，起到斷電剎車的作用，結(jié)構(gòu)簡單，安全方便。采用采用機(jī)械和液壓結(jié)合的制動(dòng)動(dòng)力 方式，結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，也能夠避免電磁制動(dòng)器的剩磁、漏磁現(xiàn)象對(duì)直線電機(jī)可能造成 的影響。
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意2為圖1的A-A方向的剖視圖。附圖標(biāo)記說明托架組件1、托架11、凸起111、動(dòng)力源組件2、液壓缸21、液壓缸推 桿22、碟形彈簧23、碟形彈簧擋塊24、推塊25、剎車制動(dòng)組件3、楔形推塊31、楔形剎車塊 32、凸起321、剎車片33、前置擋塊34、后置擋塊35、彈簧36、腔體37、楔形腔體38。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1和圖2所示，直線電機(jī)斷電剎車保護(hù)裝置，包括托架組件1、動(dòng)力源組件2和 剎車制動(dòng)組件3，所述托架組件1包括托架11，用以固定安裝剎車制動(dòng)組件3和動(dòng)力源組件 2。動(dòng)力源組件2包括液壓缸21、液壓缸推桿22、碟形彈簧23、碟形彈簧擋塊M和推 塊，液壓缸21和碟形彈簧擋塊M固定安裝在托架11上，所述液壓缸推桿22 —端位于液壓 缸21內(nèi)和液壓缸21的活塞固定連接，另一端穿過碟形彈簧擋塊M和推塊25固定連接，碟 形彈簧23安裝在推塊25和碟形彈簧擋塊M之間，當(dāng)通電時(shí)使得碟形彈簧23壓縮變形，當(dāng) 斷電時(shí)使得碟形彈簧23恢復(fù)變形。推塊25采用弧形，推塊25和剎車制動(dòng)組件3的楔形推塊31為點(diǎn)接觸。推塊25 由于使用點(diǎn)接觸，可以使疊形彈簧23的推力保持垂直向上，推動(dòng)與其接觸的楔形推塊31， 以使楔形推塊31能夠?qū)πㄐ蝿x車塊32施加均勻的推力。剎車制動(dòng)組件3包括楔形推塊31、楔形剎車塊32、剎車片33、前置擋塊34、后置擋 塊35和彈簧36 ；所述前置擋塊34和后置擋塊35沿軸向位于楔形剎車塊32的兩端并固定 安裝在托架11上用以實(shí)現(xiàn)對(duì)楔形剎車塊32的限位；托架11對(duì)應(yīng)于剎車制動(dòng)組件3的位置 具有一對(duì)沿軸向分布的凸起111，所述凸起111上活動(dòng)安裝有一對(duì)軸向?qū)ΨQ的楔形剎車塊 32，所述楔形剎車塊32的下部也具有一與托架11上的凸起111厚度相同的沿軸向分布的凸起321，所述托架11上的凸起111和楔形剎車塊32上的凸起321形成一對(duì)沿軸向分布 的腔體37，所述彈簧36安裝在腔體37內(nèi)用以使楔形剎車塊32可以沿垂直于軸向往復(fù)運(yùn) 動(dòng)；所述楔形剎車塊32沿軸線方向的內(nèi)側(cè)逐漸向軸線靠攏形成了楔形腔體38，所述楔形腔 體38內(nèi)嵌入安裝有楔形推塊31，楔形推塊31與動(dòng)力源組件2的推塊接觸并可在推塊和楔 形剎車塊32的作用下在楔形腔體內(nèi)沿軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述剎車片33安裝在楔形剎車塊32 的外側(cè)用以在斷電時(shí)和裝置外部的剎車軌道接觸，剎車片33采用特殊的剎車材料如銅，有 較大的摩擦系數(shù)。上述托架組件1、動(dòng)力源組件2和剎車制動(dòng)組件3組成的直線電機(jī)斷電剎車保護(hù)裝 置使用時(shí)固定安裝在直線電機(jī)的動(dòng)子上面，通常將本發(fā)明的裝置安裝在動(dòng)子的上部，并使 得位于裝置兩側(cè)的剎車片33與動(dòng)子運(yùn)行的軌道保持平行，在直線電機(jī)的定子或者與定子 固定連接的直線電機(jī)機(jī)架上在剎車片33同一水平高度上平行于剎車片33的方向固定安裝 剎車軌道，所述剎車軌道位于剎車片33的外側(cè)，當(dāng)直線電機(jī)運(yùn)行時(shí)，剎車片33與剎車軌道 不接觸，當(dāng)直線電機(jī)中斷時(shí)，剎車片33在楔形剎車塊32的帶動(dòng)下與剎車軌道接觸實(shí)現(xiàn)對(duì)裝 置的剎車。本發(fā)明的直線電機(jī)斷電剎車保護(hù)裝置的原理采用機(jī)械和液壓結(jié)合的混合剎車裝 置，利用剎車片33與裝置外部的剎車軌道接觸產(chǎn)生摩擦力來實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置的剎車的功能。正 常通電時(shí)，動(dòng)力源組件2的液壓缸21啟動(dòng)，液壓壓力使碟形彈簧被壓縮，使得楔形推塊31 保持在一定位置，同時(shí)在剎車制動(dòng)組件3的彈簧作用下使得裝置的楔形剎車片33不和裝置 外部的剎車軌道上的剎車片33接觸，以保證直線電機(jī)動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)突然發(fā)生斷電時(shí)一切 電路控制行為失效的情況下，液壓缸的電磁閥失電釋放，液壓油回流出液壓缸，液壓壓力釋 放，則被液壓壓力壓縮的碟形彈簧得以在很短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)變形，將其上的推塊快速頂出。小 度數(shù)的楔形推塊31可以使推力放大30 40倍，使得楔形剎車塊32向兩側(cè)移動(dòng)，進(jìn)而剎車 片33和裝置外部的剎車軌道接觸使高速運(yùn)動(dòng)的定子快速停止，起到對(duì)直線電機(jī)的保護(hù)作 用。為了便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步的理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖1 和圖2對(duì)本發(fā)明的工作過程做詳細(xì)說明正常通電時(shí)，液壓缸啟動(dòng)，液壓缸推桿22向下移 動(dòng)，在液壓缸推桿22上方的推塊和后置擋塊35的作用下，碟形彈簧被壓縮，使推塊保持在 一定位置。剎車制動(dòng)組件3的彈簧的拉伸作用使得直線電機(jī)在運(yùn)動(dòng)過程中楔形剎車塊32 上的剎車片33不和裝置外部的剎車軌道接觸，以保證直線電機(jī)轉(zhuǎn)子的正常運(yùn)動(dòng)。當(dāng)突然發(fā)生斷電時(shí)，在一切電路控制行為失效的情況下，液壓缸的電磁閥失電釋 放，液壓油回流出液壓缸，液壓壓力釋放，則被液壓壓力壓縮的碟形彈簧迅速恢復(fù)變形，從 而將推塊快速頂出，推塊推動(dòng)楔形推塊31向上移動(dòng)，楔形剎車塊32由于前置擋塊34擋住 向上的去路而只能向兩側(cè)移動(dòng)，進(jìn)而使得剎車片33與裝置外部的剎車軌道平行接觸使直 線電機(jī)的動(dòng)子快速平穩(wěn)地停止，起到對(duì)系統(tǒng)的保護(hù)作用。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā) 明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其它各 種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.直線電機(jī)斷電剎車保護(hù)裝置，包括托架組件、動(dòng)力源組件和剎車制動(dòng)組件，所述托架 組件包括托架，用以固定安裝剎車制動(dòng)組件和動(dòng)力源組件，其特征在于所述動(dòng)力源組件包括液壓缸、液壓缸推桿、碟形彈簧、碟形彈簧擋塊和推塊，所述液壓 缸和碟形彈簧擋塊固定安裝在托架上，所述液壓缸推桿一端位于液壓缸內(nèi)和液壓缸的活塞 固定連接，另一端穿過碟形彈簧擋塊和推塊固定連接，碟形彈簧安裝在推塊和碟形彈簧擋 塊之間，當(dāng)通電時(shí)使得碟形彈簧壓縮變形，當(dāng)斷電時(shí)使得碟形彈簧恢復(fù)變形；所述剎車制動(dòng)組件包括楔形推塊、楔形剎車塊、剎車片、前置擋塊、后置擋塊和彈簧；所 述前置擋塊和后置擋塊沿軸向位于楔形剎車塊的兩端并固定安裝在托架上用以實(shí)現(xiàn)對(duì)楔 形剎車塊的限位；所述托架對(duì)應(yīng)于剎車制動(dòng)組件的位置具有一對(duì)沿軸向分布的凸起，所述 凸起上活動(dòng)安裝有一對(duì)軸向?qū)ΨQ的楔形剎車塊，所述楔形剎車塊的下部也具有一與托架上 的凸起厚度相同的沿軸向分布的凸起，所述托架上的凸起和楔形剎車塊上的凸起形成一對(duì) 沿軸向分布的腔體，所述彈簧安裝在腔體內(nèi)用以使楔形剎車塊可以沿垂直于軸向往復(fù)運(yùn) 動(dòng)；所述楔形剎車塊沿軸線方向的內(nèi)側(cè)逐漸向軸線靠攏形成了楔形腔體，所述楔形腔體內(nèi) 嵌入安裝有楔形推塊，楔形推塊與動(dòng)力源組件的推塊接觸并可在推塊和楔形剎車塊的作用 下在楔形腔體內(nèi)沿軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述剎車片安裝在楔形剎車塊的外側(cè)用以在斷電時(shí)和裝 置外部的剎車軌道接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線電機(jī)斷電剎車保護(hù)裝置，其特征在于，所述直線電機(jī)斷 電剎車保護(hù)裝置的動(dòng)力源組件的推塊采用弧形，所述推塊和剎車制動(dòng)組件的楔形推塊為點(diǎn) 接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及直線電機(jī)斷電剎車保護(hù)裝置，包括托架組件、動(dòng)力源組件和剎車制動(dòng)組件，所述托架組件包括托架，用以固定安裝剎車制動(dòng)組件和動(dòng)力源組件。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明采用機(jī)械和液壓結(jié)合的混合剎車裝置，可以使進(jìn)行傾斜、垂直和水平進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的直線電機(jī)在突然斷電的情況下，將其動(dòng)子快速緊緊地固定在某一位置，起到斷電剎車的作用，結(jié)構(gòu)簡單，安全方便。
文檔編號(hào)H02P3/04GK102064750SQ201010609770
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者孫華, 戴躍洪, 郝康琦 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)