一种两自由度自动补偿的起重机械制动器的制作方法

本发明涉及一种起重机械制动器，尤其是涉及一种两自由度自动补偿的起重机械制动器。

背景技术：

制动器是起重机械重要的安全装置，其制动性能是起重机械安全运行的重要保障。现有的制动器多为电力液压鼓式制动器，具体结构如图1所示，包括制动轮5、制动臂2和推杆组件6，其中制动臂2设置两根并与底座1通过第一销轴连接，制动臂2上通过第二销轴活动安装制动瓦3，制动瓦3内设设置制动衬片4。当进行制动时，推动其推导推杆组件6，两侧的制动臂2分别以第一销轴为旋转点向内侧摆动，制动瓦3向靠近制动轮5方向运动，制动瓦3顶部最先接触制动轮5，由于制动瓦3通过第二销轴与制动臂2连接，在制动力矩的作用下，制动瓦3在垂直平面内摆动实现自调节使得制动瓦3抱紧制动轮5。此过程中制动瓦3的摆动实现了制动轮5与制动瓦3之间间隙的调整，理想状态下，制动轮5为圆柱状，且两侧制动瓦3对称安全，制动瓦3内壁面位于制动轮5外轮廓匹配的弧面，沿制动轮5的轴线方向上，制动瓦3与制动轮5之间的间隙是相等的，因此，当进行制动后，制动衬片4与制动轮5紧密贴合，且接触面上的摩擦力均匀分布。

然而，在实际运动场景下，由于制造、安装或使用过程中的磨损，会导致沿制动轮5的轴线方向上，制动瓦3与制动轮5的间隙是不等的，但现有的制动器无法实现轴线方向上的间隙的调整补偿，从而使得制动衬片4与制动轮5接触面积不足或接触面不均匀，制动时制动衬片4局部磨损和发热严重，甚至导致制动衬片4崩裂，影响制动性能。

因此，亟需对现有制动器的制动性能进行提升以适应实际运用需求。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种两自由度自动补偿的起重机械制动器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种两自由度自动补偿的起重机械制动器，包括底座、制动臂、制动体、制动轮和推杆组件，所述的制动臂、制动体分别设置两组并分布在制动轮两侧，所述的制动体活动安装在制动臂上，所述的制动臂安装在底座上，所述的推杆组件连接两组制动臂，所述的制动臂为具有两自由度运动能力的制动臂，所述的两自由度运动能力包括在垂直平面内的摆动以及以制动臂轴线为旋转轴的旋转运动，所述的垂直平面的法向量与制动轮的轴线平行。

优选地，所述的制动臂包括底部杆件、中部杆件和顶部杆件，所述的底部杆件和顶部杆件分别通过一个球铰轴承对应连接至中部杆件的底部和顶部，所述的底部杆件通过第一销轴与底座活动连接，所述的第一销轴的中轴线与制动轮的轴线平行，所述的制动体活动安装在所述的中部杆件上，所述的推杆组件与所述的顶部杆件连接。

优选地，所述的制动体活动安装在中部杆件的中部位置。

优选地，所述的制动体通过第二销轴活动安装在中部杆件上，所述的第二销轴的中轴线与制动轮的轴线平行；

当进行制动时，制动体贴近制动轮，所述的制动体以第二销轴为旋转轴做第一自由度的旋转运动，同时，所述的制动体跟随中部杆件做第二自由度的旋转运行。

优选地，该制动器还包括用于限制制动体第一自由度旋转运动范围的第一限位件，所述的第一限位件固定在中部杆件上。

优选地，所述的第一限位件包括第一档杆，所述的第一档杆安装在中部杆件上，所述的第一档杆向制动体外侧壁方向延伸并与制动体外侧壁留有间隙。

优选地，该制动体还包括用于限制制动体第二自由度旋转运动范围的第二限位件，所述的第二限位件设置在所述的中部杆件附近。

优选地，所述的第二限位件包括限位螺栓和第二档杆，所述的限位螺栓垂直安装在底座上，所述的第二档杆固定在中部杆件底部，当中部杆件旋转到最大旋转角度时，所述的第二档杆与所述的限位螺栓干涉。

优选地，所述的第二限位组件设置多组，并绕中部杆件周侧均匀分布。

优选地，所述的制动体包括制动瓦和制动衬片，所述的制动衬片安装在制动瓦内侧壁上。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)本发明通过设置制动臂使得制动臂具有两个自由度的运动能力，即在传统的在垂直平面内摆动的基础上增加绕制动臂中轴线旋转运动的能力，由此，当制动体安装在制动臂上时，一方面制动体可以在垂直平面内摆动实现径向方向间隙的调整(现有制动器已具备的能力)，另一方面，由于制动臂本身可旋转，因此，制动体也具备旋转功能，从而通过制动体的旋转实现制动轮轴线方向上的径向间隙的调整补偿，使得在制动轮轴线方向上制动体与制动轮之间的间隙相等，进而使得制动衬片与制动轮接均匀接触，不会造成局部磨损和发热严重的问题，保证制动性能。

(2)本发明制动臂采用三节形式，中部杆件通过球铰轴承与顶部杆件和底部杆件连接，实现形式简单，易于对现有产品进行改造；

(3)本发明设置第一限位件和第二限位件来限制制动体的旋转范围，保证制动器的可靠运行，提高装置运行的可靠性。

附图说明

图1为现有起重机制动器的结构示意图；

图2为本发明一种两自由度自动补偿的起重机械制动器的主视图；

图3为本发明一种两自由度自动补偿的起重机械制动器的左视图；

图4为理想制动状态下的制动体与制动轮的位置示意图；

图5为制动轮具有锥度时制动体与制动轮的位置示意图；

图6为制动体存在安装误差时制动体与制动轮的位置示意图；

图7为本采用本发明一种两自由度自动补偿的起重机械制动器进行补偿后制动体与制动轮的位置示意图；

图中，1为底座，2为制动臂，3为制动瓦，4为制动衬片，5为制动轮，6为推杆组件，7为第一档杆，8为限位螺栓，9为第二档杆，21为底部杆件，22为中部杆件，23为顶部杆件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。

实施例

如图2、图3所示，本实施例提供一种两自由度自动补偿的起重机械制动器，包括底座1、制动臂2、制动体、制动轮5和推杆组件6，制动臂2、制动体分别设置两组并分布在制动轮5两侧，制动体活动安装在制动臂2上，制动臂2安装在底座1上，推杆组件6连接两组制动臂2，制动体包括制动瓦3和制动衬片4，制动衬片4安装在制动瓦3内侧壁上。

本发明中将制动臂2设置为具有两自由度运动能力的制动臂2，两自由度运动能力包括在垂直平面内的摆动以及以制动臂2轴线为旋转轴的旋转运动，垂直平面的法向量与制动轮5的轴线平行。

本发明的思路是：在传统的在垂直平面内摆动的基础上增加绕制动臂2中轴线旋转运动的能力，由此，当制动体安装在制动臂2上时，一方面制动体可以在垂直平面内摆动实现径向方向间隙的调整(现有制动器已具备的能力)，另一方面，由于制动臂2本身可旋转，因此，制动体也具备旋转功能，从而通过制动体的旋转实现制动轮5轴线方向上的径向间隙的调整补偿，使得在制动轮5轴线方向上制动体与制动轮5之间的间隙相等，进而使得制动衬片4与制动轮5接触面积不足或接触面均匀，不会造成局部磨损和发热严重的问题，保证制动性能。

具体地，本发明对制动臂2的设计方式为：

制动臂2包括底部杆件21、中部杆件22和顶部杆件23，底部杆件21和顶部杆件23分别通过一个球铰轴承对应连接至中部杆件22的底部和顶部，底部杆件21通过第一销轴与底座1活动连接，第一销轴的中轴线与制动轮5的轴线平行，制动体活动安装在中部杆件22上，推杆组件6与顶部杆件23连接。

制动体活动安装在中部杆件22的中部位置，制动体通过第二销轴活动安装在中部杆件22上，第二销轴的中轴线与制动轮5的轴线平行；

当进行制动时，制动体贴近制动轮5，制动体以第二销轴为旋转轴做第一自由度的旋转运动，同时，制动体跟随中部杆件22做第二自由度的旋转运行。

该制动器还包括用于限制制动体第一自由度旋转运动范围的第一限位件，第一限位件固定在中部杆件22上，第一限位件包括第一档杆7，第一档杆7安装在中部杆件22上，第一档杆7向制动体外侧壁方向延伸并与制动体外侧壁留有间隙。第一限位组件设置多组，并绕中部杆件22周侧均匀分布，本实施例中每个制动臂2对应配置两组第一限位组件，即每个中部杆件22上配置2个第一档杆7。

该制动体还包括用于限制制动体第二自由度旋转运动范围的第二限位件，第二限位件设置在中部杆件22附近，第二限位件包括限位螺栓8和第二档杆9，限位螺栓8垂直安装在底座1上，第二档杆9固定在中部杆件22底部，当中部杆件22旋转到最大旋转角度时，第二档杆9与限位螺栓8干涉。第二限位组件设置多组，并绕中部杆件22周侧均匀分布，本实施例中每个制动臂2对应配置两组第二限位组件。

如图4所示为理想制动状态下的制动体与制动轮5的位置示意图，制动轮5与制动衬片4之间的间隙是均匀的，因此传统的制动器能正常工作在理想工况下。如图5所示，当制动轮5具有一定锥度时，此时沿制动轮5的轴线方向(即图中z轴方向)，制动衬片4与制动轮5之间的间隙不等，此时，传统的制动器无法调整制动衬片4与制动轮5之间的间隙，从而会导致接触不均匀，从而导致制动衬片4的损坏，影响制动效果。如图6所示，当制动体(包括制动瓦3和制动衬片4)安装存在误差时，此时沿制动轮5的轴线方向(即图中z轴方向)，制动衬片4与制动轮5之间的间隙也不相等，同样存在如图5中的缺陷，传统的制动器无法进行自校正。

本发明一种两自由度自动补偿的起重机械制动器的具体工作过程为：

结合图2和图3，当进行制动时，在推力器推力作用下，推杆组件6推动两组制动臂2，此时两组制动臂2向内侧摆动，即在垂直平面内的摆动(图2中xy轴所示的平面)，此时，制动瓦3顶部先触碰制动轮5，由于制动瓦3通过销轴与中部杆件22连接，此时制动瓦3会在垂直平面内摆动(图2中xy轴所示的平面)，实现第一个自由度的补偿调整，若在制动轮5轴线方向上制动衬片4与制动轮5之间的间隙不相等，制动瓦3会自动发生旋转，制动瓦3能做旋转运动的前提是中部杆件22可以制动臂2轴线为旋转轴的旋转运动，由此实现第二个自由度的补偿调整。以制动轮5具有一定锥度为例，补偿效果如图7所示，最终，沿制动轮5的轴线方向上，制动衬片4与制动轮5之间的间隙相等。最终实现制动体与制动轮5的抱紧，实现制动。

上述实施方式仅为例举，不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。