制动电机和工程机械设备的制作方法

1.本发明涉及制动设备技术领域，具体地涉及一种制动电机和工程机械设备。


背景技术：

2.目前的伺服电机和制动器在使用时多为分体式结构，这种结构使得两者要分开安装，增加了两者组件体的整体体积和占用空间，还增加了组装步骤和整体安装难度，提高了制作成本高，降低了制作效率；此外，该种分开式结构设计还会使得制动力需要经过外部传动机构传送到伺服电机，导致制动力衰减并影响制动稳定性。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了提供一种制动电机和工程机械设备，该制动电机和工程机械设备具有结构紧凑，轴向长度短以及体积小的优点。
4.为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种制动电机，该制动电机包括：
5.动铁芯；
6.电机本体，设置在动铁芯的前侧并包括作为静铁芯的电机后盖。
7.在本发明的实施例中，制动电机还包括线圈组件，电机后盖上设有用于安装线圈组件的凹槽。
8.在本发明的实施例中，制动电机还包括制动弹簧，电机后盖上设有制动弹簧安装孔。
9.在本发明的实施例中，电机后盖包括第一圆环部和设置在第一圆环部外侧的第二圆环部，凹槽位于第一圆环部上，制动弹簧安装孔位于第二圆环部上，第一圆环部的截面厚度大于第二圆环部的截面厚度。
10.在本发明的实施例中，第一圆环部上设有通孔，通孔的周壁上设有挡圈安装槽，电机本体还包括设置在通孔内的轴承和设置在轴承后端的挡圈，挡圈设置在挡圈安装槽中。
11.在本发明的实施例中，电机后盖的材质为低碳钢。
12.在本发明的实施例中，电机本体还包括一端从电机后盖中穿出的电机轴，制动电机还包括通过花键与电机轴连接的制动盘组件。
13.在本发明的实施例中，制动盘组件包括摩擦骨架和多个分别设置在摩擦骨架两侧的摩擦片。
14.在本发明的实施例中，摩擦骨架包括与花键连接的圆筒部和设置在圆筒部外侧的第三圆环部，多个摩擦片分别设置在第三圆环部的两侧，圆筒部的截面厚度至少为第三圆环部的截面厚度的2倍。
15.本发明第二方面提供一种工程机械设备，该所述工程机械设备包括上述的制动电机。
16.通过上述技术方案，制动电机包括动铁芯和电机本体，电机本体设置在动铁芯的前侧并包括作为静铁芯的电机后盖，实现了电机后盖和静铁芯的一体化集成设计，还具有
减少部件数量，结构紧凑，轴向长度短，整体体积小，占用空间少以及适用范围更广的优点。
附图说明
17.附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
18.图1是本发明实施例中制动电机的结构示意图。
19.附图标记说明
[0020]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
动铁芯
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电机本体
[0021]
201
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电机后盖
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2011
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第一圆环部
[0022]
2012
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第二圆环部
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202
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轴承
[0023]
203
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挡圈
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204
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电机轴
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线圈组件
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制动弹簧
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花键
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制动盘组件
[0026]
601
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摩擦骨架
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602
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摩擦片
[0027]
603
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圆筒部
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604
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第三圆环部
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固定对偶盘
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安装螺丝
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风扇
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10
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调节套
[0030]
11
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手动松闸螺丝
具体实施方式
[0031]
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0032]
目前的伺服电机和制动器在使用时多为分体式结构，这种结构使得两者要分开安装，增加了两者组件体的整体体积和占用空间，还增加了组装步骤和整体安装难度，提高了制作成本高，降低了制作效率；此外，该种分开式结构设计还会使得制动力需要经过外部传动机构传送到伺服电机，导致制动力衰减并影响制动稳定性。
[0033]
为解决上述问题，本发明的实施例中提供一种新型的制动电机，如图1所示，该制动电机包括：
[0034]
动铁芯1；
[0035]
电机本体2，设置在动铁芯1的前侧并包括作为静铁芯的电机后盖201。
[0036]
具体地，电机本体2用于将电能转换为动能并包括外壳体、电机轴204、电机前盖和电机后盖201，电机前盖设置在外壳体的前端，电机后盖201设置在外壳体的后端，电机轴204的一端(该端为制动电机的驱动端)从电机前盖伸出，以便该制动电机与其它部件连接并将动能传递出去，电机轴204的另一端从电机后盖201伸出；该制动电机还包括制动机构，动铁芯1属于该制动机构的一部分，具体地，制动机构套设在电机轴204上并位于电机后盖201的后侧，用于对电机本体2进行制动(即制止电机轴204的转动)，动铁芯1位于该制动电机的前端，本实施例中的电机后盖201能作为静铁芯与动铁芯1相互作用并产生电磁作用力，即该电机后盖201不仅对电机本体2具有密封作用，还兼具普通制动器中静铁芯一样的
功能，实现了电机后盖201和静铁芯的一体化集成设计，相对于现有技术中电机和制动器两个单独部件的组合，本实施例中制动电机在实现两者各自功能的基础上还具有减少部件数量，结构紧凑，轴向长度短，整体体积小，占用空间少以及适用范围更广的优点。
[0037]
在本发明的一个实施例中，制动电机还包括线圈组件3，电机后盖201上设有用于安装线圈组件3的凹槽。具体地，线圈组件3也属于制动机构的一部分，本实施例中凹槽的开口方向朝向动铁芯1，且凹槽的形状、尺寸和线圈组件3的形状、尺寸相适配，便于线圈组件3设置在电机后盖201中，有利于进一步缩小该制动电机的轴向长度；此外，本实施例中线圈组件3的形状不受限制，线圈组件3的形状可以为圆环形或椭圆环形，线圈组件3的数量也不受限制，即线圈组件3的数量可以为单个或多个；进一步地，本实施例中的线圈组件3的形状为整圆环状，数量为一个，因此，本实施例中凹槽的形状也为整圆环状。
[0038]
在本发明的一个实施例中，制动电机还包括制动弹簧4，电机后盖201上设有制动弹簧安装孔。具体地，制动弹簧4也属于制动机构的一部分，制动弹簧安装孔设置在凹槽的径向外侧，制动弹簧4设置在该制动弹簧安装孔中，且制动弹簧4的一端抵靠在制动弹簧安装孔的底壁上，制动弹簧4的另一端抵靠在动铁芯1上，用于推动动铁芯1朝远离电机后盖201的方向移动。
[0039]
在本发明的一个实施例中，电机后盖201包括第一圆环部2011和设置在第一圆环部2011外侧的第二圆环部2012，凹槽位于第一圆环部2011上，制动弹簧安装孔位于第二圆环部2012上，第一圆环部2011的截面厚度大于第二圆环部2012的截面厚度。具体地，本实施例中凹槽的深度大于制动弹簧安装孔的深度，因此为了分别给凹槽和制动弹簧安装孔预留足够的设置空间，需要使第一圆环部2011的截面厚度大于第二圆环部2012的截面厚度；此外，上述该种设计还能保证设有凹槽的第一圆环部2011和设有制动弹簧安装孔的第二圆环部2012都具有足够的结构强度，增大了电机本体2内部其它零部件的安装空间，减少了制作材料的浪费。
[0040]
在本发明的一个实施例中，第一圆环部2011上设有通孔，通孔的周壁上设有挡圈安装槽，电机本体2还包括设置在通孔内的轴承202和设置在轴承202后端的挡圈203，挡圈203设置在挡圈安装槽中。具体地，该通孔位于第一圆环部2011的中心位置，用于供电机轴204的端部穿过，轴承202的内圈套设在电机轴204上，轴承202的外圈的外周壁紧贴在通孔的内周壁上，电机轴204转动时，轴承202的内圈随之转动，轴承202的外圈静止；进一步地，通孔的内周壁上设有环状的挡圈安装槽，挡圈203设置在该挡圈安装槽中并突出于通孔的内周壁，该轴承202的前端抵靠在电机轴204的轴肩上，轴承202的后端抵靠在挡圈203的侧端面上，以防止轴承202沿电机轴204的轴向随意移动。
[0041]
在本发明的一个实施例中，电机后盖201的材质为低碳钢，进一步地，本实施例中将电机后盖201的材质优选为20号钢，该种材质的强度较高，采用该种材质制造的电机后盖201具有足够的支撑性能，能够提升制动电机的耐用度。
[0042]
在本发明的一个实施例中，电机本体2还包括一端从电机后盖201中穿出的电机轴204，制动电机还包括通过花键5和电机轴204连接的制动盘组件6。具体地，制动盘组件6也属于制动机构中的一部分，制动机构还包括固定对偶盘7和安装螺丝8，制动盘组件6和固定对偶盘7均套设在电机轴204上，且制动盘组件6位于动铁芯1和固定对偶盘7之间，制动盘组件6的径向宽度小于动铁芯1和固定对偶盘7的径向宽度，安装螺丝8的一端卡在固定对偶盘
7的侧壁上，安装螺丝8的另一端依次穿过固定对偶盘7、动铁芯1并和电机后盖201固定在一起；制动盘组件6通过花键5固定在电机轴204上，若制动盘组件6没有被动铁芯1和固定对偶盘7夹持，则电机轴204转动时，制动盘组件6随之转动；若制动盘组件6被动铁芯1和固定对偶盘7夹持，则制动盘组件6不能再转动，此时与制动盘组件6相连的电机轴204也停止转动。
[0043]
在本发明的一个实施例中，制动盘组件6包括摩擦骨架601和多个分别设置在摩擦骨架601两侧的摩擦片602。具体地，摩擦骨架601设置在动铁芯1、固定对偶盘7之间并通过花键5(该花键5为外花键5，与之对应地，摩擦骨架601上形成有与外花键5相配合的内花键5)和电机轴204连接在一起，本实施例中制动盘组件6包括第一摩擦片和第二摩擦片，第一摩擦片设置在摩擦骨架601朝向动铁芯1的侧端面上，用于增加制动盘组件6对动铁芯1的摩擦力；第二摩擦片设置在摩擦骨架601朝向固定对偶盘7的侧端面上，用于增加制动盘组件6对固定对偶盘7的摩擦力；动铁芯1、固定对偶盘7分别通过与第一摩擦片、第二摩擦片之间形成的摩擦力来产生对制动盘组件6的夹持作用。
[0044]
在本发明的一个实施例中，摩擦骨架601包括与花键5连接的圆筒部603和围绕设置在圆筒部603外侧的第三圆环部604，多个摩擦片602分别设置在第三圆环部604的两侧，圆筒部603的截面厚度至少为第三圆环部604的截面厚度的2倍。具体地，本实施例中摩擦骨架601为铝材质，在选用该种材质的基础上，为了保证花键5有足够的强度，使得摩擦骨架601与花键5之间形成充分的啮合，即摩擦骨架601与花键5之间要具有足够的啮合长度，则需要使圆筒部603的截面厚度至少为第三圆环部604的截面厚度的2倍。进一步地，若本实施例中的摩擦骨架601采用其它强度更大的材质(如钢)制造，则圆筒部603的截面厚度也可相应进行缩短。
[0045]
在本发明的一个实施例中，制动电机还包括套设在电机轴204上并位于固定对偶盘7后侧的风扇9，该风扇9用于对制动电机进行散热。
[0046]
在本发明的一个实施例中，制动电机还包括调节套10，该调节套10的一端抵靠在固定对偶盘7上，调节套10的另一端穿过动铁芯1和电机后盖201螺纹连接在一起，用于调节固定对偶盘7和电机后盖201之间的间距，使得动铁芯1轴和制动盘组件6具有适宜的轴向移动范围，避免固定对偶盘7和电机后盖201之间的间距过大导致制动弹簧4对动铁芯1的推动力不足，进而影响对制动盘组件6的制动力大小。
[0047]
在本发明的一个实施例中，制动电机还包括手动松闸螺丝11，该手动松闸螺丝11的一端抵靠在动铁芯1上，另一端穿过固定对偶盘7和螺母连接，用于在线圈组件3没有电的情况下手动取消该制动电机的制动功能。
[0048]
本实施例中制动电机的工作原理如下所示：
[0049]
当线圈组件3断电时，制动弹簧4释放推压动铁芯1，由动铁芯1与固定对偶盘7夹持制动盘组件6形成摩擦力，而制动盘组件6与电机轴204通过花键5连接在一起，起到制动电机轴204的作用，继而使制动电机停止转动功能；当线圈组件3通电时，电机后盖201、动铁芯1以及电机后盖201与动铁芯1之间的气隙间形成有磁回路并产生电磁作用力，该电磁作用力克服制动弹簧4的弹力作用而使得电机后盖201吸合动铁芯1，此时制动盘组件6不受夹持而随着电机轴204的转动而转动。
[0050]
本发明的另一个实施例中提供一种工程机械设备，如塔式起重机或升降机，该工程机械设备包括上述的制动电机。
[0051]
本发明提供一种制动电机和工程机械设备，该制动电机包括动铁芯和电机本体，电机本体设置在动铁芯的前侧并包括作为静铁芯的电机后盖，实现了电机后盖和静铁芯的一体化集成设计，还具有减少部件数量，结构紧凑，轴向长度短，整体体积小，占用空间少以及适用范围更广的优点。
[0052]
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
[0053]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0054]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0055]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。