机械压力机制动器温升自动测控装置的制作方法

本发明涉及机械压力机技术领域，具体涉及机械压力机制动器温升自动测控装置。

背景技术：

如图1所示，是传统制动器结构图，制动器是机械压力机的主要部件之一。目前，市场上大型机械压力机普遍采用摩擦块式的制动器，该种制动器通过气压和弹簧配合控制制动器的通断动作，进而实现整个传动系统的连接与动作。实际工作中，制动器与离合器采用气动联锁控制，当开动压力机行程时，电磁双阀和二位三通电磁阀同时动作，压缩空气经电磁双阀快速进入制动器使制动盘脱开，然后离合器通气结合带动传动机构运转；当要停止压力机行程时，电磁双阀与电磁阀同时动作，制动器气缸排气，摩擦盘脱开，动力传递被切断，飞轮空转。

当机械压力机和机器人自动送料在单次行程状态下运行时，摩擦块式制动器不断的结合、脱开，随着制动器长时间、高频率工作，活塞、摩擦块和制动盘的不断摩擦作用，同时制动器内部空间相对封闭，无法形成有效的空气对流，使得制动器相关工作部件及其内部摩擦产热、温度不断升高，导致摩擦系数降低，制动器的性能降低，摩擦块加快磨损，造成制动器使用寿命大大缩短。当摩擦块的磨损量过大时就会造成制动器打滑，使滑块冲压力不足，出现产品质量问题，导致废品，而且制动器打滑后的滑块复位也比较困难。同时制动器部件温度升高，对部件自身的尺寸和力学性能也会造成不同层次的影响，进而影响制动器的工作效果和使用寿命，降低了机床的精度和稳定性。目前，为了降低制动器温度，传统的做法是在制动器外部加装鼓风机，从制动器外侧缝隙向内部吹风来降低制动器温度，但是上述方式在制动器内部无法形成有效空气对流和热交换，容易造成摩擦块温度较高和两侧温差较大的现象，而且鼓风机无法根据制动器内部温度变化而自动控制风量，鼓风机只能一直工作不但浪费能源而且不能有效达到降低制动器温度的效果。综上所述，制动器内部温升失控严重制约了高速、精密机械压力机及机械压力机自动化生产线的发展。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了弥补现有技术的不足，提供了机械压力机制动器温升自动测控装置，它具有结构设计合理独特、温升控制自动化程度高、安全可靠、摩擦块两侧温差小、绿色节能、提高了制动器的工作稳定性和使用寿命等优点，解决了现有技术中存在的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

机械压力机制动器温升自动测控装置，包括制动器、高速齿轮轴和离合器，高速齿轮轴一端设有制动器，另一端设有离合器，所述制动器包括制动器支撑座、制动器座、活塞、摩擦块支架、制动器摩擦块和制动盘，所述制动器座安装在制动器支撑座上，活塞设置在制动器座的活塞腔内，摩擦块支架通过胀套设置在高速齿轮轴上，制动器摩擦块设置在摩擦块支架上，制动器座与制动盘之间连接有制动器弹簧装置，所述制动器上设有用于检测制动器内部温度的制动器温度检测系统，所述制动器连接有对制动器进行降温的制动器风冷温升控制系统，所述制动器连接有调节制动器摩擦盘两侧温差的制动器油冷温升控制系统，所述制动器油冷温升控制系统包括油冷机，所述油冷机连接有流量控制阀a，所述流量控制阀a分别连接有进油管a和进油管b，所述制动器座靠近制动器摩擦块的端面上设有密封油冷通道a，所述密封油冷通道a的进油口与进油管a连接，出油口通过回油管a与油冷机连接，所述制动盘靠近制动器摩擦块的端面上设有密封油冷通道b，密封油冷通道b的进油口与进油管b连接，出油口通过回油管b与油冷机连接，所述油冷机、制动器温度检测系统和制动器风冷温升控制系统分别通过导线与plc控制器连接。

所述密封油冷通道a包括设置在制动器座靠近制动器摩擦块一端端面上的双排螺旋油槽a，所述制动器座上设有密封双排螺旋油槽a的盖板a。

所述密封油冷通道b包括设置在制动盘靠近制动器摩擦块一端端面上的双排螺旋油槽b，所述制动盘上设有密封双排螺旋油槽b的盖板b。

所述制动器风冷温升控制系统包括冷风机，所述冷风机通过管道与设置在高速齿轮轴内的冷却通道a连通，所述冷却通道a末端通过冷却通道分别与摩擦块支架两侧的摩擦腔连通，所述冷风机通过导线与plc控制器连接。

所述冷风机与管道之间依次连接有流量调节阀b和过滤器。

所述管道为a型扣压式软管。

所述冷却通道a沿高速齿轮轴轴中心线设置在高速齿轮轴内，冷却通道a一端设置在对应摩擦块支架位置，另一端设置在高速齿轮轴设有制动器的一端，且冷却通道a与接头体连接，所述接头体与旋转接头连接，所述旋转接头与管道连接。

所述接头体外侧壁与高速齿轮轴之间设有o型密封圈a。

所述冷却通道a末端设有若干与其垂直的冷却通道b，所述冷却通道b与设置在摩擦块支架上冷却通道c连通，所述摩擦块支架内壁上设有环形凹槽，冷却通道c靠近冷却通道b的一端设置在环形凹槽内，所述冷却通道c出口与摩擦块支架右侧摩擦腔连通，所述摩擦块支架上设有冷却通道d，所述冷却通道d一端与冷却通道c连通，另一端与摩擦块支架左侧的摩擦腔连通。

所述冷却通道b出口端两侧及高速齿轮轴与摩擦块支架之间分别设有o型密封圈b。

所述冷却通道c和冷却通道d出口端分别设有带螺纹排气孔，所述带螺纹排气孔处设有流量调节螺栓，所述流量调节螺栓上对称设有两条上窄下宽的斜长条孔。

所述摩擦块支架两侧分别设有挡板。

所述摩擦块支架两侧侧壁上对应冷却通道c和冷却通道d上方分别设有双排扇叶，所述双排扇叶包括错位间隔设置的内排风扇叶和外排风扇叶。

所述制动器温度检测系统包括温度传感器a和温度传感器b，所述温度传感器a和温度传感器b分别通过导线与plc控制器连接，所述温度传感器a安装在制动器座上，所述温度传感器b安装在制动盘上。

所述温度传感器a通过螺栓和弹性垫圈固定在制动器座上，所述温度传感器b通过螺栓和弹性垫圈固定在制动盘上。

所述制动器弹簧装置包括制动器弹簧销，所述制动器弹簧销一端穿过制动盘和制动器座通过螺母固定，另一端依次安装有弹簧、弹簧挡圈和带槽螺母，所述弹簧设置在制动盘和弹簧挡圈之间。

本发明采用上述技术方案，针对现有制动器摩擦升温存在的技术问题，设计了机械压力机制动器温升自动测控装置，通过设计制动器温度检测系统、制动器风冷温升控制系统和制动器油冷温升控制系统，实现了可以及时准确的自动检测并控制制动器温度升高情况，能够保证制动器摩擦块两侧不会因冷却不均匀而出现温差的问题，实现制动器智能温升控制，提高了制动器的工作稳定性和使用寿命。整体设计具有结构独特，安全可靠，同时还具备智能、高效，绿色节能等优点，保证了压力机的运行精度，提高了产品质量，延长了制动器使用寿命，实现了机械压力机及自动化生产线制动器温升的智能化检测与控制。

附图说明：

图1为传统制动器结构示意图；

图2为本发明机械压力机制动器温升自动测控装置结构示意图；

图3是图2中x部局部放大图；

图4是本发明摩擦块支架结构示意图；

图5是本发明摩擦块支架立体图；

图6是本发明流量调节螺栓的结构示意图；

图7是本发明流量调节螺栓俯视图；

图8是本发明制动器座的结构示意图；

图9是本发明制动器座俯视图结构示意图；

图10是本发明制动盘的结构示意图；

图11是本发明制动盘俯视图结构示意图；

图中，1、冷风机，2、流量调节阀b，3、过滤器，4、温度传感器a，5、温度传感器b，6、a型扣压式软管，7、活塞，8、制动器摩擦块，9、摩擦块支架，10、旋转接头，11、制动器座，12、制动盘，13、回油管a，14、回油管b，15、冷风机，16、流量调节阀a，17、进油管a，18、进油管b，19、制动器支撑座，20、高速齿轮轴，21、o型密封圈，22、挡板，23、流量调节螺栓，24、冷却通道d，25、冷却通道c，26、胀套，27、压盖，28、冷却通道b，29、接头体，30、o型密封圈a，31、冷却通道a，32、摩擦腔，33、环形凹槽，34、带螺纹排气孔，35、内排风扇叶，36、外排风扇叶，37、斜长条孔，38、双排螺旋油槽a，39、进油口，40、出油口，41、盖板a，42、双排螺旋油槽b，43、盖板b，44、制动器弹簧销，45、弹簧，46、弹簧挡圈、47、带槽螺母。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。

如图2-11所示，机械压力机制动器温升自动测控装置，包括制动器、高速齿轮轴20和离合器，高速齿轮轴20一端设有制动器，另一端设有离合器，制动器包括制动器支撑座19、制动器座11、活塞7、摩擦块支架9、制动器摩擦块8和制动盘12，制动器座11安装在制动器支撑座19上，活塞7设置在制动器座11的活塞腔内，摩擦块支架9通过胀套26设置在高速齿轮轴20上，制动器摩擦块8设置在摩擦块支架9上，制动器座11与制动盘12之间连接有制动器弹簧装置，制动器上设有用于检测制动器内部温度的制动器温度检测系统，制动器连接有对制动器进行降温的制动器风冷温升控制系统，制动器连接有调节制动器摩擦盘两侧温差的制动器油冷温升控制系统，制动器油冷温升控制系统包括油冷机15，油冷机15连接有流量控制阀a16，流量控制阀a16分别连接有进油管a17和进油管b18，制动器座11靠近制动器摩擦块8的端面上设有密封油冷通道a，密封油冷通道a的进油口39与进油管a17连接，出油口40通过回油管a13与油冷机15连接，制动盘12靠近制动器摩擦块8的端面上设有密封油冷通道b，密封油冷通道b的进油口39与进油管b18连接，出油口40通过回油管b14与油冷机15连接，油冷机15、制动器温度检测系统和制动器风冷温升控制系统分别通过导线与plc控制器连接。通过设计制动器温度检测系统、制动器风冷温升控制系统和制动器油冷温升控制系统，实现了可以及时准确的自动检测并控制制动器温度升高情况，能够保证制动器摩擦块8两侧不会因冷却不均匀而出现温差的问题，实现制动器智能温升控制，提高了制动器的工作稳定性和使用寿命。整体设计具有结构独特，安全可靠，同时还具备智能、高效，绿色节能等优点，保证了压力机的运行精度，提高了产品质量，延长了制动器使用寿命，实现了机械压力机及自动化生产线制动器温升的智能化检测与控制。

密封油冷通道a包括设置在制动器座11靠近制动器摩擦块8一端端面上的双排螺旋油槽a38，制动器座11上设有密封双排螺旋油槽a38的盖板a41。可以实现冷却油在制动器座11上的顺利流通及扩大冷却油接触面积和存留时间，尽可能多的带走热量，提高冷却效果和节约能源。

密封油冷通道b包括设置在制动盘12靠近制动器摩擦块8一端端面上的双排螺旋油槽b42，制动盘12上设有密封双排螺旋油槽b42的盖板b43。可以实现冷却油在制动盘12上的顺利流通及扩大冷却油接触面积和存留时间，尽可能多的带走热量，提高冷却效果和节约能源。

制动器风冷温升控制系统包括冷风机1，冷风机1通过管道与设置在高速齿轮轴20内的冷却通道a31连通，冷却通道a31末端通过冷却通道分别与摩擦块支架9两侧的摩擦腔32连通，冷风机1通过导线与plc控制器连接。

冷风机1与管道之间依次连接有流量调节阀b2和过滤器3，根据温度进行调节，并对冷风进行过滤，防止杂物进入制动器造成阻塞和对制动器内部结构造成破坏。

管道为a型扣压式软管6，安装方便，柔韧性好。

冷却通道a31沿高速齿轮轴20轴中心线设置在高速齿轮轴20内，冷却通道a31一端设置在对应摩擦块支架9位置，另一端设置在高速齿轮轴20设有制动器的一端，且冷却通道a31与接头体29连接，接头体29与旋转接头30连接，旋转接头30与管道连接，方便连接安装，确保冷风始终能够进入冷却通道，对制动器内部进行冷却降温。

接头体29外侧壁与高速齿轮轴20之间设有o型密封圈a30，防止冷风泄露，降低冷却效率。

冷却通道a31末端设有若干与其垂直的冷却通道b28，冷却通道b28与设置在摩擦块支架9上冷却通道c25连通，摩擦块支架9内壁上设有环形凹槽33，冷却通道c25靠近冷却通道b28的一端设置在环形凹槽33内，冷却通道c25出口与摩擦块支架9右侧摩擦腔32连通，摩擦块支架9上设有冷却通道d24，冷却通道d24一端与冷却通道c25连通，另一端与摩擦块支架9左侧的摩擦腔32连通，实现对制动器摩擦块两侧同步进行冷却降温，避免制动器摩擦块两侧温差过大，出现两侧磨损不一致的问题。

冷却通道b28出口端两侧及高速齿轮轴20与摩擦块支架9之间分别设有o型密封圈b21，提高密封性，防止冷气泄露。

冷却通道c25和冷却通道d24出口端分别设有带螺纹排气孔34，带螺纹排气孔34处设有流量调节螺栓23，流量调节螺栓23上对称设有两条上窄下宽的斜长条孔37，通过旋转流量调节螺栓23来控制出气量的大小，旋进的越多出气量越少，通过调整流量调节螺栓23来保证两孔进气量相同。

摩擦块支架9两侧分别设有挡板22，保证冷气尽量在摩擦腔32内不流失。

摩擦块支架9两侧侧壁上对应冷却通道c25和冷却通道d24上方分别设有双排扇叶，双排扇叶包括错位间隔设置的内排风扇叶35和外排风扇叶36，旋转时能够实现冷风充分循环流动形成空气流动，让热空气更快速排出。

制动器温度检测系统包括温度传感器a4和温度传感器b5，温度传感器a4和温度传感器b5分别通过导线与plc控制器连接，温度传感器a4安装在制动器座11上，温度传感器b5安装在制动盘12上，分别检测制动器摩擦块8两侧温度变化情况，plc控制器实时监控温度传感器的信号变化情况，然后根据信号情况智能控制风冷温升控制系统和油冷温升控制系统的启动和停止，实现智能温升控制。

温度传感器a4通过螺栓和弹性垫圈固定在制动器座11上，温度传感器b5通过螺栓和弹性垫圈固定在制动盘12上，安装牢固。

制动器弹簧装置包括制动器弹簧销44，制动器弹簧销44一端穿过制动盘12和制动器座11通过螺母固定，另一端依次安装有弹簧45、弹簧挡圈46和带槽螺母47，弹簧45设置在制动盘12和弹簧挡圈46之间。

本发明的安装、工作过程说明：

安装时先将制动器支撑座19穿过高速齿轮轴20固定在横梁上，用螺栓将制动座11固定在制动器支撑座19上，摩擦块支架9用胀套26连接在高速齿轮轴20上，为充分保证冷气不外溢造成冷却效果不好，在摩擦块支架9两侧外端用螺栓与弹性垫圈分别固定挡板22，保证冷气尽量在摩擦腔32内不流失，将制动器摩擦块8安装在摩擦块支架9内，然后将活塞7安装在制动器座11内，然后用螺栓和弹簧将制动盘12固定并完成弹簧45预紧力的设定。接头体29上装有o型密封圈a30用螺栓与弹性垫圈固定在高速齿轮轴20轴端，压盖27穿过接头体29并用带孔螺栓固定并压紧摩擦块支架9，旋转接头10安装在接头体9上进气口通过a型扣压式软管6连接在装有过滤器3和流量控制阀b2的冷风机1上。油冷机15上的流量控制阀a16分出进油管a17和进油管b18两条进油管，进油管a17连接在制动器座11下端的进油口上39，进油管b18连接在制动盘12下端的进油口39上，制动座11、制动盘12内均内置双排螺旋油槽，上端出油口40通过回油管连接在油冷机1上，能保证整个油腔内都充满油，更好的实现热交换。温度传感器a4安装在制动器座11上端，温度传感器b5安装在制动盘12上端，分别检测制动器摩擦块8两侧温度变化情况，plc控制系统时时监控温度传感器a4、温度传感器b5的信号变化情况，然后根据信号情况智能控制风冷温升控制系统和油冷温升控制系统的启动和停止，实现智能温升度控制。

摩擦块支架9孔内有环形凹槽33，环形凹槽33上有多处出风孔，环形凹槽位置正对高速齿轮轴20出气孔，在环形凹槽两侧各设置一条o型密封圈b21防止冷气外溢。摩擦块支架9两侧都设有出风口(冷却通道c和冷却通道d)，出风口上安装有流量调节螺栓23，流量调节螺栓23上加工有两条下宽上窄的斜长条孔37，通过旋转流量调节螺栓23来控制出气量的大小，旋进的越多出气量越少，通过调整流量调节螺栓23来保证两孔进气量相同。同时根据南北方温度差异，出厂前已经设置好流量调节螺栓23和冷风机1的出气量，北方温度低可降低冷风机的功率，调整流量调节螺栓23减小进气量，既能满足降温的需求又能实现节能的效果。摩擦块支架9出风口外端安装有内排风扇叶35、外排风扇叶36的双排扇叶，旋转时能够实现冷风充分循环流动形成空气流动，让热空气更快速排出。同时为充分保证冷气不外溢造成冷却效果不好，在摩擦块支架9两侧外端用螺栓和弹性垫圈固定有挡板22，保证冷气尽量在摩擦腔32内不流失。

温度传感器a4、温度传感器b5和plc控制器实时监控，当温度升高到设定值时，plc控制器控制冷风机1启动，同时触摸屏上显示“风冷系统启动”，冷气通过流量调节阀b2、过滤器3、a型扣压式软管6、旋转接头10、接头体29、高速齿轮轴20(通过冷却通道a和冷却通道b通冷风)、摩擦块支架9(通过冷却通道c和冷却通道d通冷风)进入摩擦腔32内，制动器摩擦块8两侧同时受风冷却，plc控制系统根据温度传感器a4、温度传感器b5反馈的信号时时控制流量调节阀b2，控制冷风的进气量，直至温度降低到设定值plc关闭冷风机,触摸屏上显示“风冷系统关闭”，实现智能、高效、节能的温升控制。

制动器座11内设置双排螺旋油槽a38，制动盘12内置双排螺旋油槽b42，都是采用下端进油，上端出油，能保证整个油腔内都充满油，更好的实现热交换，并且冷却油没有腐蚀性安全可靠，冷却效率更高，冷却油在油冷机18内循环使用没有浪费。温度传感器a4、温度传感器b5实时检测制动器座11、制动盘12的温度变化，当温度传感器a4、温度传感器b5检测到两侧出现温度差时(温差通常设定一个参考值)，plc控制油冷机15上的流量调节阀a16分别控制两条进油管a17、进油管b18的进油量，增大温度高一侧的流量，加快降温，保证制动器摩擦块8两侧温度相同，防止因两侧温差造成的制动器摩擦块受热不均而引起的磨损量不同，当温度降到正常值时，plc控制冷风机1和油冷机15都停止工作，触摸屏上显示“油冷系统关闭”，实现了机械压力机制动器内部温升控制的智能化和自动化。

本发明所述机械压力机制动器温升自动测控装置中的制动器温度检测系统、制动器风冷温升控制系统、制动器油冷温升控制系统，可以及时准确的自动检测控制制动器温度变化，并且能提升产品质量，具有智能、高效，绿色节能等优点，能更好的满足机械压力机自动化生产线的智能化需要。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。