摩擦制动器的制作方法

本发明涉及制动器领域，尤指一种摩擦制动器。

背景技术：

参阅图1为现有技术中的摩擦制动器的示意图。图2为图1中a部分在正常工况下的放大示意图。图3和图4为图1中a部分在离心力工况下两种误刹车的放大示意图。如图1所示，现在市场上用于工业传动领域的多片常闭式摩擦制动器，包括：安装基板10a和安装侧板11a，通过螺栓将安装基板10a和安装侧板11a与安装支架或设备连接，从而来固定摩擦制动器。通过螺栓与安装基板10a连接的驱动缸体20a和设于驱动缸体20a内的活塞30a，活塞30a和驱动缸体20a组合形成气缸形式。驱动缸体20a上加工有压力源进出口。

设于驱动缸体20a的一端的摩擦组件40a，摩擦组件40a由摩擦片410a，摩擦钢片420a及复位弹簧430a组成。摩擦组件通过摩擦片与摩擦钢片相互压紧来传递扭矩。驱动缸体20a通过花键和摩擦组件40a的摩擦片410a连接，摩擦组件40a可以在花键上沿轴向滑动。

连接于活塞30a的驱动弹簧50a，驱动弹簧50a与摩擦组件40a相对设置。驱动弹簧50a上开有多个孔用于安装驱动弹簧50a，通过驱动弹簧50a给活塞30a提供驱动力。

设于驱动缸体20a内部且连接于摩擦组件40a的空心通轴管60a，空心通轴管60a的外部加工有花键，空心通轴管60a通过花键与摩擦组件40a的摩擦钢片420a连接。空心通轴管60a的内部形成供传动动力轴安装的空间，传动动力轴插设于空心通轴管60a的内部并通过平键与驱动缸体20a连接。

该摩擦制动器的原理为：在将摩擦制动器固定安装到设备上后，将传动动力轴安装进空心通轴管60a内，此时摩擦制动器处于刹车状态。

当压力源(如压缩空气和压力油)从驱动缸体20a的压力源进出口通入时，驱动缸体20a本身由于被限位固定，只能迫使驱动缸体20a内部的活塞30a沿轴向向右运动，活塞30a被推动后，摩擦组件40a内摩擦片410a即可在复位弹簧430a作用下与摩擦钢片420a分离，制动状态解除，空心通轴管60a随传动动力轴自由转动。当压力源从驱动缸体20a进出口卸载时，活塞30a在驱动弹簧50a作用下沿轴向向左移动，压紧摩擦组件40a，恢复制动状态。

结合图2所示，在正常工况条件下，摩擦组件40a的摩擦片410a与摩擦钢片420a在制动器开闸情况下的理论分布状态是相邻片间隙均匀，互相不接触，无摩擦力矩。所以此类制动器在正常工况下使用没问题，也是市场上很成熟的产品。

但是，当某些特殊工况条件如离心机设备选用制动器时，由于有离心力的作用，作用方向根据设备不同，几乎有万向需求。不同于正常运转条件下的制动器保持开闸状态，即摩擦片410a与摩擦钢片420a互相不接触保持脱离状态。

结合图3和图4所示，模拟离心力方向自右向左。如图3所示，特殊工况下，如果离心力足够大，超过了复位弹簧430a的弹簧变形力，摩擦片410a与摩擦钢片420a会沿着花键移动并相互压紧，产生误结合导致误刹车，危害设备及人员。

如图4所示，如果弹簧变形力能够克服离心力，由于多个摩擦片410a承受的离心力为叠加状态，会让摩擦片410a与摩擦钢片4210a的右侧产生非均匀间隙，由于摩擦钢片420a之间没有复位弹簧，会让摩擦钢片420a的左侧贴紧摩擦片410a，产生误结合导致误刹车，危害设备及人员。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种摩擦制动器，解决现有技术中的制动器在离心力作用下摩擦片与摩擦钢片容易产生误结合导致误刹车的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供一种摩擦制动器，包括：

供和设备连接的安装座；

设于所述安装座的驱动缸体和设于所述驱动缸体内的活塞，所述活塞和所述驱动缸体形成气缸形式，所述驱动缸体和所述活塞形成有压力源进入口；

设于所述驱动缸体内的空心通轴管，所述空心通轴管的内部形成供传动动力轴安装的空间；

设于所述驱动缸体和所述空心通轴管之间，且位于所述活塞一端的摩擦组件，所述摩擦组件包括至少一个摩擦片和至少一个摩擦钢片，所述摩擦片的一端连接于所述驱动缸体，所述摩擦钢片的一端连接于所述空心通轴管，且所述摩擦片和所述摩擦钢片相对设置且之间留设有间距；

设于所述摩擦片的相对两侧，且可伸缩的第一弹性组件和第二弹性组件，所述第一弹性组件的一端固定于所述安装座，所述第二弹性组件的一端固定于所述驱动缸体，通过所述第一弹性组件和所述第二弹性组件使得所述摩擦片受力平衡以限位所述摩擦片；以及

设于所述摩擦钢片的相对两侧，且可伸缩的第三弹性组件和第四弹性组件，所述第三弹性组件和所述第四弹性组件固定于所述空心通轴管，通过所述第三弹性组件和所述第四弹性组件使得所述摩擦钢片受力平衡以限位所述摩擦钢片。

本发明摩擦制动器的进一步改进在于，所述摩擦片和所述摩擦钢片的轴向位移小于所述摩擦片与所述摩擦钢片的预留的间距。

本发明摩擦制动器的进一步改进在于，

所述第一弹性组件的变形力的变化值和所述第二弹性组件的变形力的变化值之和等于所述摩擦片的离心力，以使得所述摩擦片保持受力平衡；

所述第三弹性组件的变形力的变化值和所述第四弹性组件的变形力的变化值之和等于所述摩擦钢片的离心力，以所述所述摩擦钢片保持受力平衡。

本发明摩擦制动器的进一步改进在于，

所述第一弹性组件包括：

一端固定于所述安装座的第一套管；以及

插设于所述第一套管，且抵靠于所述摩擦片的一侧的第一弹簧；

所述第二弹性组件包括：

一端固定于所述驱动缸体的第二套管；以及

插设于所述第二套管，且抵靠于所述摩擦片的另一侧的第二弹簧。

本发明摩擦制动器的进一步改进在于，

所述第三弹性组件包括：

一端固定于所述空心通轴管的第三套管；以及

插设于所述第三套管，且抵靠于所述摩擦钢片的一侧的第三弹簧；

所述第四弹性组件包括：

一端固定于所述安装座的第四套管；以及

插设于所述第四套管，且抵靠于所述摩擦钢片的另一侧的第三弹簧。

本发明摩擦制动器的进一步改进在于，

所述第一弹性组件有多个，沿所述摩擦片的周向均匀布置。

所述第二弹性组件有多个，沿所述摩擦片的周向均匀布置。

本发明摩擦制动器的进一步改进在于，

所述第三弹性组件有多个，沿所述摩擦钢片的周向均匀布置。

所述第四弹性组件有多个，沿所述摩擦钢片的周向均匀布置。

本发明摩擦制动器的进一步改进在于，

所述空心通轴管的外部形成有供所述第三弹性组件设置的第三容置槽和供所述第四弹性组件设置的第四容置槽，所述第四容置槽和所述第三容置槽相对设置。

本发明摩擦制动器的进一步改进在于，

所述摩擦组件包括相对设置的多个摩擦片和多个摩擦钢片；

抵靠于一摩擦片的与对应摩擦片相邻的一面的所述第一弹性组件或所述第二弹性组件穿设于对应的所述摩擦片；

抵靠于一摩擦钢片的与对应摩擦钢片相邻的一面的所述第三弹性组件或所述第四弹性组件穿设于对应的所述摩擦钢片。

本发明摩擦制动器的有益效果：

本发明摩擦制动器有效的解决了在类似离心机设备等旋转机构中由于类似任意方向离心力等外力作用下，摩擦组件中摩擦片与摩擦钢片相互贴紧导致误制动等问题，保护了设备及人身安全。本发明可延伸到解决任意方向外力的作用下如火箭，高铁类直线运动的摩擦制动器的摩擦组件中摩擦片与摩擦钢片相互贴紧导致误制动等问题。

附图说明

图1为现有技术中的摩擦制动器的示意图。

图2为图1中a部分在正常工况下的放大示意图。

图3和图4为图1中a部分在离心力工况下两种误刹车的放大示意图。

图5为本发明摩擦制动器的示意图。

图6为本发明摩擦制动器的b部分的放大示意图。

图7为本发明摩擦制动器的c部分的放大示意图。

图8为图7的d部分的放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图5，显示了本发明摩擦制动器的示意图。参阅图6，显示了本发明摩擦制动器的b部分的放大示意图。参阅图7，显示了本发明摩擦制动器的c部分的放大示意图。结合图5至图7所示，本发明摩擦制动器包括：

供和设备连接的安装座10；

设于所述安装座10的驱动缸体20和设于所述驱动缸体20内的活塞21，所述活塞21和所述驱动缸体20形成气缸形式，所述驱动缸体20和所述活塞21形成有压力源进入口；

设于所述驱动缸体20内的空心通轴管30，所述空心通轴管30的内部形成供传动动力轴安装的空间；

设于所述驱动缸体20和所述空心通轴管30之间，且位于所述活塞21一端的摩擦组件40，所述摩擦组件40包括至少一个摩擦片41和至少一个摩擦钢片42，所述摩擦片41的一端连接于所述驱动缸体20，所述摩擦钢片42的一端连接于所述空心通轴管30，且所述摩擦片41和所述摩擦钢片42相对设置且之间留设有间距；

设于所述摩擦片41的相对两侧，且可伸缩的第一弹性组件50和第二弹性组件60，所述第一弹性组件50的一端固定于所述安装座10，所述第二弹性组件60的一端固定于所述驱动缸体20，通过所述第一弹性组件50和所述第二弹性组件60使得所述摩擦片41受力平衡以限位所述摩擦片41；以及

设于所述摩擦钢片42的相对两侧，且可伸缩的第三弹性组件70和第四弹性组件80，所述第三弹性组件70和所述第四弹性组件80固定于所述空心通轴管30，通过所述第三弹性组件70和所述第四弹性组件80使得所述摩擦钢片42受力平衡以限位所述摩擦钢片42。

作为本发明摩擦制动器的一较佳实施方式，参阅图8，显示了图8的d部分的放大示意图。结合图5至图8所示，所述摩擦片41和所述摩擦钢片42的轴向位移小于所述摩擦片41与所述摩擦钢片42的预留的间距。具体地，初始状态下摩擦片41与摩擦钢片42相互之间留有间距，在制动器处于开闸状态下，摩擦片41与摩擦钢片42在离心力作用下可能存在轴向位移，在摩擦片41与摩擦钢片42的轴向位移小于初始状态下摩擦片41与摩擦钢片42相互之间留有的间距时，摩擦片41与摩擦钢片42之间仍会存在距离而不会贴合，从而可防止误制动。所以为了防止摩擦片41与摩擦钢片42在离心力作用下相互贴合，必须保证摩擦片41与摩擦钢片42的轴向位移不超过原始预留的间距，从而能防止摩擦片41与摩擦钢片42在离心力作用下相互贴合导致的误制动问题。

作为本发明摩擦制动器的一较佳实施方式，结合图5至图8所示，

所述第一弹性组件50的变形力的变化值和所述第二弹性组件60的变形力的变化值之和等于所述摩擦片41的离心力，以使得所述摩擦片41保持受力平衡；

所述第三弹性组件70的变形力的变化值和所述第四弹性组件80的变形力的变化值之和等于所述摩擦钢片42的离心力，以所述所述摩擦钢片42保持受力平衡。

作为本发明摩擦制动器的一较佳实施方式，结合图5至图8所示，

所述第一弹性组件50包括：

一端固定于所述安装座10的第一套管51；以及

插设于所述第一套管51，且抵靠于所述摩擦片41的一侧的第一弹簧52；

所述第二弹性组件60包括：

一端固定于所述驱动缸体20的第二套管61；以及

插设于所述第二套管61，且抵靠于所述摩擦片41的另一侧的第二弹簧62。

作为本发明摩擦制动器的一较佳实施方式，结合图5至图8所示，

所述第三弹性组件70包括：

一端固定于所述空心通轴管30的第三套管71；以及

插设于所述第三套管71，且抵靠于所述摩擦钢片42的一侧的第三弹簧72；

所述第四弹性组件80包括：

一端固定于所述安装座的第四套管81；以及

插设于所述第四套管81，且抵靠于所述摩擦钢片42的另一侧的第四弹簧82。

作为本发明摩擦制动器的一较佳实施方式，结合图5至图8所示，

所述第一弹性组件50有多个，沿所述摩擦片41的周向均匀布置。

所述第二弹性组件60有多个，沿所述摩擦片41的周向均匀布置。

作为本发明摩擦制动器的一较佳实施方式，结合图5至图8所示，

所述第三弹性组件70有多个，沿所述摩擦钢片42的周向均匀布置。

所述第四弹性组件80有多个，沿所述摩擦钢片42的周向均匀布置。

作为本发明摩擦制动器的一较佳实施方式，结合图5至图8所示，

所述空心通轴管30的外部形成有供所述第三弹性组件70设置的第三容置槽和供所述第四弹性组件80设置的第四容置槽，所述第四容置槽和所述第三容置槽相对设置。

作为本发明摩擦制动器的一较佳实施方式，结合图5至图8所示，

所述摩擦组件40包括相对设置的多个摩擦片41和多个摩擦钢片42；

抵靠于一摩擦片41的与对应摩擦片相邻的一面的所述第一弹性组件50或所述第二弹性组件60穿设于对应的所述摩擦片41；

抵靠于一摩擦钢片的与对应摩擦钢片42相邻的一面的所述第三弹性组件70或所述第四弹性组件80穿设于对应的所述摩擦钢片42。

具体地，结合图5至图8所示，在本实施例中，摩擦组件40包括四个摩擦片41和三个摩擦钢片42。模拟离心力方向为横向向左。

下面分析位于最左侧的摩擦片41，第一弹性组件50提供预压力作用于该摩擦片41的左侧面，第二弹性组件60提供预压力作用于摩擦片41的右侧面。第二弹性组件60对应穿设过位于最左侧的摩擦片41右侧的其余三个摩擦片41的通孔后与驱动缸体通过螺栓连接，用以克服轴向力。在本发明的摩擦制动器处于开闸状态时，第一弹性组件50作用于该摩擦片41左侧的预压力与第二弹性组件60作用于摩擦片41右侧的预压力大小相等，方向相反，使得摩擦片41的轴向受力平衡，摩擦片41的轴向位置锁定。

下面分析位于最左侧的摩擦钢片42，同理：第三弹性组件70提供预压力作用于摩擦钢片42的左侧面。第三弹性组件70的第三弹簧72安装于的第三套管71内，第三套管71的右侧与空心轴套管的花键左侧面紧靠，第三套管71的左侧通过安装于空心轴套管上的卡簧锁紧。第四弹性组件80提供预压力作用于摩擦钢片42的右侧面。第四弹簧82安装于第四套管81内，第四套管81穿过位于右边的其余两个摩擦钢片42上的通孔，第四套管81的左侧与空心轴套管花键右侧面紧靠，第四套管81的右侧通过安装于空心轴套管上的卡簧锁紧。在制动器处于开闸状态时，第三弹性组件70作用于摩擦钢片42左侧的预压力与第四弹性组件80作用于摩擦钢片42右侧的预压力大小相等，方向相反，使得摩擦钢片42轴向受力平衡，摩擦钢片42的轴向位置锁定。

其余的摩擦片41的摩擦钢片42同理设置，在此不重复说明。

初始状态摩擦片41受到第一弹性组件50和第二弹性组件60的预压力，且两侧的预压力平衡；在设备运行状态下，离心力自右向左，使摩擦片41向左移动δ，同时第一弹性组件50继续压缩，变形力上升；第二弹性组件60则变形量减小，变形力下降，通过控制好第一弹性组件50，第二弹性组件60的刚度，使得第一弹性组件50的变形力的上升量与第二弹性组件60的变形力的下降量之和等于摩擦片41产生的离心力，使得摩擦片41两侧力继续平衡。

在制动器处于开闸状态下，摩擦片41与摩擦钢片42相互之间留有间距，为了防止摩擦片41与摩擦钢片42在离心力作用下相互贴合，必须保证摩擦片41与摩擦钢片42的轴向位移不超过原始预留的间距。

同理，通过控制两侧弹性组件的刚度，对其余的摩擦片及摩擦钢片进行独立设计，保证在离心力作用下且轴向位移量小于摩擦片及摩擦钢片之间的预留间距的情况下，摩擦片及摩擦钢片的两侧的力达到平衡状态，即可满足结构要求。

本发明摩擦制动器的有益效果为：

本发明摩擦制动器有效的解决了在类似离心机设备等旋转机构中由于类似任意方向离心力等外力作用下，摩擦组件中摩擦片与摩擦钢片相互贴紧导致误制动等问题，保护了设备及人身安全。本发明可延伸到解决任意方向外力的作用下如火箭，高铁类直线运动的摩擦制动器的摩擦组件中摩擦片与摩擦钢片相互贴紧导致误制动等问题。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。