具有均匀受载与减振保护功能的新型限速器及其工作方法与流程

本发明涉及机械装置的零部件，尤其涉及一种具有均匀受载与减振保护功能的新型限速器及其工作方法。

背景技术：

在机械装置中，旋转部件是一种非常常见的部件。旋转部件在高速或中速运动过程中，为了防止其超过规定的安全转速，需要加装一个或多个限速器进行限速，以保证安全。如：对自动扶梯或自动人行道的链轮、电梯的曳引轮等的限速。

现有限速装置(限速器)的工作原理主要有以下几种：

1、通过棘轮棘爪机构实现超速时的旋转部件的紧急制动。如：发明专利cn106516959b(自动扶梯的双段式附加制动装置)、cn101633470b(自动扶梯附加制动器)、cn105398906b(具有双向限速器的减行程双向限速系统)、cn106429771b(一种带附加制动器的自动扶梯)等。当旋转部件超速时，通过棘爪旋转一定角度，卡住与旋转部件相连的棘轮，使旋转部件紧急制动。该机构属于刚性制动机构，对限速机构有一定的刚性冲击，易对限速机构造成损害；且单个棘爪的紧急制动导致棘轮受载不均匀。

2、通过摩擦片与制动鼓内壁产生的摩擦力实现对旋转部件的摩擦限速。如：发明专利cn103615482b(一种微小型机械式离心摩擦限速器)、cn105197716b(一种离心式机械限速器)等。当旋转部件超速时，与旋转部件连接的限速器转轴也发生超速，此时通过转轴上的离心部件产生的离心力使摩擦片克服弹簧拉力与制动鼓内壁进行摩擦限速。该机构在摩擦限速时易出现弹簧失效所产生的限速不稳定问题，以及限速机构容易损坏；且仅采用摩擦片的摩擦限速，未能做到对限速装置的减振保护。

技术实现要素：

本发明为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种采用摩擦限速来进行限速或限速制动的结构且利用膜片弹簧使得摩擦限速时能够做到均匀受载，以做到在对旋转部件进行限速或限速制动，同时通过定轴与制动盘连接段上加装扭簧以来吸收制动盘带来的振动，以保护制动盘上的摩擦力不超过限定值，能够尽可能的保护定轴以及整个装置且承受较大冲击载荷的具有均匀受载与减振保护功能的新型限速器及其工作方法。

本发明的技术方案：一种具有均匀受载与减振保护功能的新型限速器，包括分离杆、分离轴套、限速器壳、第一支撑环、第二支撑环、膜片弹簧、第二支撑环挡圈、定轴、扭簧和制动盘，所述分离杆上连接有电磁铁，所述电磁铁通过底座固定在桁架上，所述扭簧套在定轴上，所述制动盘套在扭簧上，所述定轴上开设有键槽，依次将第二支撑环挡圈、第二支撑环、膜片弹簧、第一支撑环、限速器壳、分离轴套均空套于定轴上，其中分离轴套与定轴采用滑键连接，以保证分离轴套在分离杆的推动下沿定轴轴线方向能做往复运动。

本发明通过电磁铁失电带动分离杆从而带动分离轴套动作来压在膜片弹簧内圈，使膜片弹簧外圈推动制动盘来和旋转部件上的摩擦盘进行摩擦限速以做到制动，采用膜片弹簧推动制动盘可以使得制动盘与摩擦盘接触进行限速时压力分布均匀，也就是能够做到均匀受载。

本发明通过给制动盘与轴的连接段上这一部分加装扭簧用以固定制动盘，其扭簧也吸收制动盘带来的振动，来减少定轴上所受到的制动盘带来的力，以进一步地保护定轴以及整个装置；同时通过对分离杆的一端套在一固定在桁架上的分离杆限位柱，以此来防止膜片弹簧内圈带动分离轴套的转动，因为膜片弹簧外圈和制动盘紧密接触，也间接地对制动盘进行固定。

优选地，在围绕限速器壳的圆周方向间隔开设有配合螺栓连接所用的第一连接螺栓孔，在围绕第二支撑环挡圈的圆周方向间隔开设有配合螺栓连接所用的第二连接螺栓孔；螺栓依次穿过限速器壳上的第一连接螺栓孔、膜片弹簧上的连接螺栓配合孔、第二支撑环挡圈上的第二连接螺栓孔后通过螺母固定，并且螺栓在与膜片弹簧上的连接螺栓配合孔的接触段加套有螺栓套筒，用于防止膜片弹簧动作时损坏螺栓。

优选地，所述第一支撑环与第二支撑环被一圈螺栓进行径向固定，并且第一支撑环左侧紧靠限速器壳内腔，右侧紧靠膜片弹簧凹侧；第二支撑环左侧紧靠膜片弹簧凸侧，右侧紧靠第二支撑环挡圈，以此来对第一支撑环与第二支撑环进行轴向的固定。

优选地，所述桁架上设有配合分离杆的分离杆限位板，在分离杆限位板上有分离杆限位柱、分离杆支柱和限速器壳支撑板。

优选地，在膜片弹簧推动制动盘右移与旋转部件链轮固结在一起的摩擦盘摩擦限速时，制动盘会受到摩擦盘的摩擦力，制动盘此时与膜片弹簧紧密接合，故膜片弹簧也会受到摩擦力，也即压在膜片弹簧内圈的分离轴套也受到小部分的摩擦力，而分离杆与分离轴套通过分离轴套上的分离挡块连接在一起，分离杆被分离杆限位柱进行了圆周方向的限位，分离杆在分离杆支柱的支点作用下起到带动分离轴套左右位移的作用，分离杆限位柱在一定程度上承担了扭簧与定轴所承受的摩擦力。

优选地，限速器壳和膜片弹簧通过螺栓连接，所以限速器壳也承受一部分摩擦力，而限速器壳通过螺栓与限速器壳支撑板连接，限速器壳支撑板在一定程度上承担了扭簧与定轴所承受的一部分摩擦力。

优选地，所述定轴上开设有与扭簧第一连接端配合的孔，制动盘内圈开设有与扭簧第二连接端配合的孔；通过扭簧第一连接端插入定轴以及扭簧第二连接端插入制动盘内圈来做到制动盘与定轴之间的连接。

一种具有均匀受载与减振保护功能的新型限速器的工作方法，在限速器不工作时，也即膜片弹簧在自然状态下，即膜片弹簧外圈紧贴制动盘左侧外圈，此时膜片弹簧中的连接螺栓配合孔第一接触位置与螺栓接触；在限速器工作时，电磁铁失电，在电磁铁内部压簧的作用下，将分离杆一端沿着分离杆限位柱向右位移，而分离杆一端则带动分离轴套向左位移，膜片弹簧此时呈压缩状态，在第一支撑环与第二支撑环的作用下，即内圈向左位移，外圈向右位移，此时连接螺栓配合孔的第二接触位置与螺栓接触，从而膜片弹簧外圈推动制动盘向右移动。

本发明采用膜片弹簧来推动制动盘，膜片弹簧外环面与制动盘接触，可使压力分布均匀，也即摩擦限速时的压力均匀，使得制动盘可以均匀受载，能够承受较大冲击载荷，且结构紧凑，使得轴向尺寸更小；同时采用轴上加装扭簧以减轻制动盘对轴上的力并固定制动盘，其中扭簧主要吸收了制动盘带来的摩擦力与振动，以进一步地保护定轴以及整个装置；并且采用对分离杆进行圆周方向固定，也即对分离轴套进行了圆周方向的固定，只允许分离轴套沿轴向移动，因为分离轴套、膜片弹簧、制动盘三者在限速过程中是紧密接触的，所以也间接地对制动盘进行了固定，因此，多个部件承受了制动盘在限速制动时所受到的摩擦力与振动，整个装置不宜损坏，安全系数较大。

附图说明

图1为本发明分解后的俯视示意图；

图2为本发明的分解示意图；

图3为本发明实施例1的结构示意图；

图4为本发明中制动盘与定轴连接的结构示意图；

图5为图4中c处的放大示意图；

图中1.分离杆，11.电磁铁，2.分离轴套，21.螺栓套筒，22.限速器壳，221.第一连接螺栓孔，23.螺栓，231.第一支撑环，232.第二支撑环，24.膜片弹簧，241.连接螺栓配合孔，242.第一接触位置，243.第二接触位置，25.第二支撑环挡圈，251.第二连接螺栓孔，26.螺母，27.分离挡块，3.定轴，31.扭簧，311.扭簧第一连接端，312.扭簧第二连接端，32.限位挡圈，33.键槽，4.制动盘，5.桁架，51.分离杆限位板，511.分离杆限位柱，512.分离杆支柱，52.限速器壳支撑板，6.旋转部件链轮，61.摩擦盘，7.梯级链轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，但并不是对本发明保护范围的限制。

本发明的实施例为自动扶梯或自动人行道中所用的限速器进行限速并制动。

如图1所示，本发明的一种具有均匀受载与减振保护功能的新型限速器包括分离杆1、分离轴套2、限速器壳22、第一支撑环231、第二支撑环232、膜片弹簧24、第二支撑环挡圈25、定轴3、扭簧d、制动盘4、分离杆1和电磁铁11。其中电磁铁11通过底座固定在桁架上，图1中未示出。

如图1和2所示，本发明示出一定轴3，定轴3上开设有键槽33，优选的依次将第二支撑环挡圈25、第二支撑环232、膜片弹簧24、第一支撑环231、限速器壳22、分离轴套2空套与定轴3上，其中分离轴套2与定轴3采用滑键连接，以保证分离轴套2在分离杆1的推动下沿定轴3轴线方向能做往复运动。在围绕限速器壳22的圆周方向间隔开设有配合螺栓23连接所用的第一连接螺栓孔221，同样的，在围绕第二支撑环挡圈25的圆周方向间隔开设有配合螺栓23连接所用的第二连接螺栓孔251。

如图2和3所示，所述螺栓23依次穿过限速器壳22上的第一连接螺栓孔221、膜片弹簧上的连接螺栓配合孔241、第二支撑环挡圈25上的第二连接螺栓孔251后通过螺母26固定，并且螺栓在与膜片弹簧上的连接螺栓配合孔241的接触段加套有螺栓套筒21，为了防止膜片弹簧动作时损坏螺栓。而第一支撑环231与第二支撑环232是被一圈螺栓进行径向固定，并且第一支撑环231左侧紧靠限速器壳22内腔，右侧紧靠膜片弹簧24凹侧；第二支撑环232左侧紧靠膜片弹簧24凸侧，右侧紧靠第二支撑环挡圈25，以此来对第一支撑环231与第二支撑环232进行轴向的固定。

如图2和3所示，在限速器不工作时，也即膜片弹簧24在自然状态下，即膜片弹簧24外圈紧贴制动盘4左侧外圈，见图3，此时膜片弹簧24中的连接螺栓配合孔241第一接触位置242与螺栓23接触。在限速器工作时，电磁铁失电，在电磁铁内部压簧的作用下，将分离杆1一端沿着分离杆限位柱511向右位移，而分离杆1一端则带动分离轴套2向左位移，膜片弹簧24此时呈压缩状态，在第一支撑环231与第二支撑环232的作用下，即内圈向左位移，外圈向右位移，此时连接螺栓配合孔241的第二接触位置243与螺栓23接触，从而膜片弹簧外圈推动制动盘向右移动。

如图4和5所示，定轴3上套有扭簧31，制动盘4套在扭簧31上，其中定轴3上开设有与扭簧第一连接端311配合的孔，制动盘4内圈开设有与扭簧第二连接端312配合的孔；通过扭簧第一连接端311插入定轴3以及扭簧第二连接端312插入制动盘4内圈来做到制动盘4与定轴3之间的连接。

如图3所示，桁架5上设有分离杆限位板51，在分离杆限位板51上有分离杆限位柱511和分离杆支柱512、限速器壳支撑板52。在膜片弹簧24推动制动盘4右移与旋转部件链轮6固结在一起的摩擦盘61摩擦限速时，制动盘4会受到摩擦盘61的摩擦力，制动盘4此时与膜片弹簧24紧密接合，故膜片弹簧24也会受到摩擦力，也即压在膜片弹簧24内圈的分离轴套2也受到小部分的摩擦力，而分离杆1与分离轴套2通过分离轴套2上的分离挡块27连接在一起，分离杆1被分离杆限位柱511进行了圆周方向的限位(只允许分离杆1沿着定轴3轴向运动)，分离杆1在分离杆支柱512的支点作用下起到带动分离轴套2左右位移的作用，所以分离杆限位柱511在一定程度上承担了扭簧31与定轴3所承受的摩擦力。然而限速器壳22和膜片弹簧24通过螺栓23连接，所以限速器壳22也承受一部分摩擦力，而限速器壳22通过螺栓与限速器壳支撑板52连接。所以限速器壳支撑板52在一定程度上承担了扭簧31与定轴3所承受的一部分摩擦力。本发明机构在实施例中的自动扶梯或自动人行道正常运行时，如图3所示，膜片弹簧24处于自然状态。此时电磁铁11处在得电状态，分离杆1与分离轴套2皆处于初始位置，分离轴套2一侧被限位挡圈32所限位，即分离轴套2对膜片弹簧24不施加力。此时制动盘3与旋转部件链轮6上的摩擦盘61不接触，旋转部件链轮6带动梯级链轮7运转，实施例中的自动扶梯或自动人行道正常运行。

本发明机构在实施例中的自动扶梯或自动人行道发生故障时，电磁铁11失电，在电磁铁11内部压簧的作用下，将分离杆1一端沿着分离杆限位柱511向右位移，在分离杆支柱512作为支点的作用下，分离杆1另一端推动分离挡块27从而带动分离轴套2向左位移，此时分离轴套2推动膜片弹簧24内圈向左位移，而膜片弹簧24外圈向右位移，并由此推动制动盘4向右位移与摩擦盘61摩擦进行限速；计算好扭簧31所能承受的摩擦力后，为了保护扭簧31承受的摩擦力不超过预定值，在电磁铁11失电几秒后重新给电磁铁11通电2秒，此时膜片弹簧24处于自然状态，让制动盘4与摩擦盘61不再摩擦限速，以此来保护扭簧31以致于保护整个装置；紧接着再对电磁铁11按照上述方法反复失电—通电—失电—通电。以此对链轮进行限速或者限速直至停止。

此外本发明中对于制动盘4的所承受的摩擦盘61带来的摩擦力进行了三个不同位置的分解，其中制动盘4与定轴3之间加装的扭簧31、限速器壳22与桁架5的固定、分离杆限位柱511对分离杆1的圆周限位这三个位置都承担了制动盘所承受的摩擦力；其中扭簧31具有吸振、保护定轴3以至于整个装置的作用。

以上只是对本发明的其中一种实施例进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的用途并不局限于此，例如，在电梯曳引轮、工程机械中等所用于循环运行的旋转部件中一样适用。