CN111600430B - 一种电磁制动电动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电磁制动电动机,涉及电机技术领域,其技术方案要点是:包括机壳、转轴、电磁铁,机壳内转动设置有制动轴,制动轴外套设有离合筒,所述离合筒能沿制动轴的轴向滑动、但不能绕制动轴持续转动,转轴朝向离合筒设有齿部一,离合筒朝向齿部一的端部设有齿部二;离合筒、制动轴间设有弹簧,弹簧的弹力驱使齿部一、齿部二插接,离合筒由铁磁性材料制成,电磁铁正对离合筒;制动轴固定有摩擦盘,机壳固定有制动盘,摩擦盘、制动盘保持抵紧状态。本电动机解决了转轴在转动时持续带动摩擦片转动,摩擦片会对转轴运行时的转动造成阻力,存在能源浪费的问题,本电机正常运转时制动轴、摩擦盘不产生转动,起到节能效果。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域,特别涉及一种电磁制动电动机。
背景技术
电动机是指依据电磁感应定律实现电能转换成机械能(转动形式)的动力装置,广泛应用于各种机械设备。电机断电后,转轴、转子及其带动转动的物体会因惯性继续转动一段时间,因安全性或加工效率等因素,很多场合下需要电机断电后迅速停止转动。目前,为实现电动机的快速停转,技术上多采用电磁制动的方式对转轴进行快速刹停。
现有申请公开号为CN106787424A的中国发明专利申请公开了一种电磁制动电动机,包括电动机主体、带通风孔的端盖、风扇、刹车盘、摩擦片、电磁制动器和电机轴;电动机主体和带通风孔的端盖固定连接;刹车盘的一端与带通风孔的端盖连接,另一端与电磁制动器连接;摩擦片与电机轴通过平键连接;制动时摩擦片的一面与电磁制动器连接,另一面与刹车盘接触;带通风孔的端盖和刹车盘之间设置风扇,风扇与电机轴通过平键连接。在电机停止运行时,电磁制动器的摩擦片迅速贴紧刹车盘,起到制动的作用。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷:摩擦片为起到较好的制动效果,需要一定的制动接触面积,则摩擦片的尺寸不宜过小;电机的转轴在转动时持续带动摩擦片转动,摩擦片会对转轴运行时的转动造成阻力,尤其是电机启动时或转速升高时,存在能源浪费。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种电磁制动电动机,电机正常运转时摩擦盘不产生转动,起到节能效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种电磁制动电动机,包括机壳、转轴、电磁铁,所述机壳内转动设置有制动轴,所述制动轴的轴线与转轴的轴线重合,所述制动轴外套设有离合筒,所述离合筒与制动轴间通过设置键槽结构连接,所述离合筒能沿制动轴的轴向滑动、但不能绕制动轴持续转动,所述转轴朝向离合筒设有齿部一,所述离合筒朝向齿部一的端部设有齿部二,所述齿部二用于与齿部一插接并传递转矩;
所述离合筒、制动轴间设有弹簧,所述弹簧的弹力驱使齿部一、齿部二插接,所述离合筒由铁磁性材料制成,所述电磁铁正对离合筒,所述电磁铁通电后能驱使离合筒移动使齿部一、齿部二分离,所述电磁铁作用于离合筒的磁力大于弹簧作用于离合筒的弹力;所述制动轴固定有摩擦盘,所述机壳固定有制动盘,所述摩擦盘、制动盘保持抵紧状态。
通过上述技术方案,本电动机将电磁力作用于摩擦片改为作用于联轴器。电动机工作、转轴正常转动时,电磁铁保持通电状态,电磁铁产生的磁力克服弹簧的弹力,使齿部一与齿部二处于分离状态。由于制动盘与机壳固定,摩擦盘、制动盘间存在较大的静摩擦力,则摩擦盘、制动轴不产生转动,对转轴转动造成的阻力较小,起到节能效果。
当需要刹停转轴时,电机先切断对转子、定子的电源供应,然后切换电磁铁至不通电状态,则电磁铁失去磁性。在弹簧的弹力作用下,离合筒移动至齿部二、齿部一插接的位置,则转轴的转矩经齿部一、齿部二传递至离合筒,离合筒的转矩进一步经键槽结构传递至制动轴,使制动轴、摩擦盘产生转动。摩擦盘在相对于制动盘转动的过程中,通过摩擦作用快速消耗动能,实现转轴的刹停。
优选的,所述转轴上固定有风扇。
通过上述技术方案,转轴转动时带动风扇同步转动,风扇产生风力对机壳进行散热。
优选的,所述制动轴的中心通过设孔的方式供转轴穿过,所述转轴通过外壁与制动轴的内孔壁转动接触,所述风扇设于转轴的端部,所述制动轴位于齿部一和风扇之间。
通过上述技术方案,风扇吹出的风能吹过摩擦盘、制动盘,并对其进行散热。
优选的,所述离合筒的材料为铜。
通过上述技术方案,由铜制成的制动轴与转轴的摩擦力较小,能够进行长时间的摩擦。
优选的,所述键槽结构包括设于离合筒的键槽、设于制动轴的连接键,所述连接键位于键槽内;所述键槽的宽度大于连接键,所述键槽内位于连接键的宽度两侧分别设有弹性件。
通过上述技术方案,对转轴进行刹停时,离合筒移动至齿部二、齿部一插接的位置,则转轴的转矩经齿部一、齿部二传递至离合筒,弹性件首先受压产生少量弹性形变,减少了齿部二、齿部一刚插接时对离合筒的冲击。
优选的,所述弹簧套设于离合筒外,所述离合筒设有供弹簧端部嵌入的定位槽,所述定位槽为环槽,所述定位槽的槽口朝向背离齿部一。
通过上述技术方案,定位槽用于对弹簧形成定位,提高弹簧安装的稳固性。
优选的,所述摩擦盘为圆筒状,所述制动盘呈环形设于摩擦盘外,所述摩擦盘通过圆柱外侧壁与制动盘保持面接触。
通过上述技术方案,对转轴进行刹停时不会产生轴向力,利于转轴的转动稳定和轴承寿命。由于摩擦盘、制动盘为圆筒形,则能在保证较大摩擦接触面的前提下,摩擦盘、制动盘的直径能设置得较小,摩擦盘、制动盘不易对风扇吹出的风力产生阻挡。
优选的,所述制动盘外设有半环形的上盘座、下盘座,所述上盘座、下盘座分别位于制动盘的径向两侧,所述上盘座、下盘座将制动盘压紧于摩擦盘上,所述上盘座、下盘座、制动盘具有弹性可产生弯曲,所述上盘座的两端设有沿摩擦盘径向延伸的两个上耳板,所述下盘座的两端设有沿摩擦盘径向延伸的两个下耳板,所述上耳板、下耳板间通过穿设固定螺栓连接固定。
通过上述技术方案,能完成制动盘的装配,将固定螺栓拧紧后,上耳板、下耳板能自适应地产生弯曲形变,使制动盘、摩擦盘间保持抵紧力;摩擦盘被磨损后也能保持抵紧力。
优选的,所述上盘座、下盘座的表面贯穿设有多个散热孔。
通过上述技术方案,散热孔用于提高制动盘的散热效果。
综上所述,本发明对比于现有技术的有益效果为:
1、通过设置离合筒,电机正常运转时制动轴、摩擦盘不产生转动,起到节能效果;
2、当电动机的电源因意外被切断时,本电动机仍能实现转轴的自动刹停,较为安全;
3、摩擦盘、制动盘的散热较为高效。
附图说明
图1为实施例的一种电磁制动电动机的示意图;
图2为实施例的局部立体图;
图3为图2的A-A剖视图;
图4为实施例的转轴、制动轴、离合筒的***图。
图中,1、机壳;2、转轴;11、电磁铁;3、制动轴;21、风扇;12、底座;4、离合筒;41、键槽;31、连接键;42、弹性件;22、齿部一;43、齿部二;31、限位环;32、弹簧;44、定位槽;33、摩擦盘;5、制动盘;51、上盘座;52、下盘座;53、散热孔;511、上耳板;521、下耳板;54、固定螺栓。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1和图2,为本发明公开的一种电磁制动电动机,包括机壳1、转轴2,转轴2即固定有转子、用于输出转矩的输出轴,机壳1内固定有电磁铁11,转轴2外套设有制动轴3,转轴2的端部固定连接有风扇21,机壳1内固定有门字形的底座12。
参照图2和图3,制动轴3的轴线与转轴2的轴线重合,制动轴3整体由铜制成,制动轴3的中心通过设孔的方式供转轴2穿过,转轴2通过外壁与制动轴3的内孔壁转动接触,由铜制成的制动轴3与转轴2的摩擦力较小,能够进行长时间的摩擦。
参照图3和图4,制动轴3外套设有离合筒4,离合筒4与制动轴3间通过设置键槽结构连接,键槽结构包括设于离合筒4的键槽41、设于制动轴3的连接键31,连接键31位于键槽41内,键槽41、连接键31的长度方向均沿制动轴3的轴向。键槽41的宽度大于连接键31,键槽41内位于连接键31的宽度两侧分别设有弹性件42,弹性件42可为橡胶块,弹性件42固定于键槽41内。通过键槽41结构,离合筒4能沿制动轴3的轴向滑动、但不能绕制动轴3持续转动,弹性件42起到缓冲作用。转轴2朝向离合筒4设有齿部一22,齿部一22呈环形固定于转轴2的外周壁,齿部一22的齿形为矩形;离合筒4朝向齿部一22的端部设有齿部二43,齿部二43用于与齿部一22插接并传递转矩。离合筒4能通过沿制动轴3的轴向滑动,切换齿部一22与齿部二43插接、齿部一22与齿部二43分离的两种状态。
参照图2和图3,制动轴3外还套设有限位环31,限位环31位于制动轴3的中部,并位于离合筒4背离齿部一22的一侧,限位环31与制动轴3通过过盈配合的方式固定连接。离合筒4、制动轴3间设有弹簧32,弹簧32具体套设于离合筒4外,离合筒4设有供弹簧32端部嵌入的定位槽44,定位槽44为环槽,定位槽44的槽口朝向背离齿部一22。弹簧32的另一端抵接限位环31的端面,弹簧32预设有外扩的弹力,弹簧32的弹力驱使齿部一22、齿部二43插接。
电磁铁11固定于底座12上,电磁铁11为环形并套设于弹簧32外,电磁铁11不与弹簧32、离合筒4接触。电磁铁11位于离合筒4背离齿部一22的一侧,电磁铁11正对离合筒4,离合筒4包括正对电磁铁11的环部。离合筒4由铁磁性材料制成,例如普通的铁。电磁铁11通电后能产生磁力,该磁力吸引离合筒4产生移动,使齿部一22、齿部二43分离。电磁铁11作用于离合筒4的磁力大于弹簧32作用于离合筒4的弹力。
制动轴3固定有摩擦盘33,机壳1固定有制动盘5。摩擦盘33为圆筒状,摩擦盘33套设于制动轴3外,摩擦盘33、制动轴3间通过平键进行连接。制动盘5为板状并可进行弯曲,制动盘5具体可采用较薄的金属板制成,制动盘5呈环形设于摩擦盘33外,制动盘5的两端间留有间距,使制动盘5呈C形。摩擦盘33通过圆柱外侧壁与制动盘5保持面接触的抵紧状态。摩擦盘33的材质选用硬度低于制动盘5的材质,使制动盘5、摩擦盘33摩擦时主要由摩擦盘33被磨损。
制动盘5外设有半环形的上盘座51、下盘座52,上盘座51、下盘座52分别位于制动盘5的径向两侧,上盘座51与制动盘5间、下盘座52与制动盘5间均通过点焊固定,上盘座51、下盘座52将制动盘5压紧于摩擦盘33上。上盘座51、下盘座52由薄不锈钢板制成,上盘座51、下盘座52具有弹性可产生弯曲,上盘座51、下盘座52的表面贯穿设有多个散热孔53。上盘座51的两端设有沿摩擦盘33径向延伸的两个上耳板511,下盘座52的两端设有沿摩擦盘33径向延伸的两个下耳板521,两对上耳板511、下耳板521相互正对,上耳板511、下耳板521间留有间距。上耳板511、下耳板521间通过穿设固定螺栓54连接固定,固定螺栓54的螺纹端穿入底座12内、并与底座12螺纹连接。将固定螺栓54拧紧后,上耳板511、下耳板521能自适应地产生弯曲形变,使制动盘5、摩擦盘33间保持抵紧力。
风扇21固定于转轴2的端部,制动轴3位于齿部一22和风扇21之间;转轴2转动时带动风扇21同步转动,风扇21产生风力对机壳1进行散热。
本电磁制动电动机的工况如下:电动机工作、转轴2正常转动时,电磁铁11保持通电状态,电磁铁11产生的磁力克服弹簧32的弹力,使齿部一22与齿部二43处于分离状态。由于制动盘5与机壳1固定,摩擦盘33、制动盘5间存在较大的静摩擦力,则摩擦盘33、制动轴3不产生转动,对转轴2转动造成的阻力较小,起到节约能源的效果。
当需要刹停转轴2时,电机先切断对转子、定子的电源供应,然后切换电磁铁11至不通电状态,则电磁铁11失去磁性。在弹簧32的弹力作用下,离合筒4移动至齿部二43、齿部一22插接的位置,则转轴2的转矩经齿部一22、齿部二43传递至离合筒4,弹性件42首先受压产生少量弹性形变,减少了齿部二43、齿部一22刚插接时对离合筒4的冲击。离合筒4的转矩进一步经连接键31传递至制动轴3,使制动轴3、摩擦盘33产生转动。摩擦盘33在相对于制动盘5转动的过程中,通过摩擦作用快速消耗动能,实现转轴2的刹停。
由于摩擦盘33、制动盘5为圆筒形,则能在保证较大摩擦接触面的前提下,摩擦盘33、制动盘5的直径能设置得较小,摩擦盘33、制动盘5不易对风扇21吹出的风力产生阻挡,而风扇21吹出的风能吹过摩擦盘33、制动盘5,并通过散热孔53对制动盘5进行高效散热。
当电动机的电源因意外被切断时,电磁铁11也会断电,再此情形下本电动机仍能实现转轴2的自动刹停,较为安全。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例,并非依此限制本发明的保护范围,故:凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电磁制动电动机,包括机壳(1)、转轴(2)、电磁铁(11),其特征是:所述机壳(1)内转动设置有制动轴(3),所述制动轴(3)的轴线与转轴(2)的轴线重合,所述制动轴(3)外套设有离合筒(4),所述离合筒(4)与制动轴(3)间通过设置键槽结构连接,所述离合筒(4)能沿制动轴(3)的轴向滑动、但不能绕制动轴(3)持续转动,所述转轴(2)朝向离合筒(4)设有齿部一(22),所述离合筒(4)朝向齿部一(22)的端部设有齿部二(43),所述齿部二(43)用于与齿部一(22)插接并传递转矩;
所述离合筒(4)、制动轴(3)间设有弹簧(32),所述弹簧(32)的弹力驱使齿部一(22)、齿部二(43)插接,所述离合筒(4)由铁磁性材料制成,所述电磁铁(11)正对离合筒(4),所述电磁铁(11)通电后能驱使离合筒(4)移动使齿部一(22)、齿部二(43)分离,所述电磁铁(11)作用于离合筒(4)的磁力大于弹簧(32)作用于离合筒(4)的弹力;所述制动轴(3)固定有摩擦盘(33),所述机壳(1)固定有制动盘(5),所述摩擦盘(33)、制动盘(5)保持抵紧状态。
2.根据权利要求1所述的一种电磁制动电动机,其特征是:所述转轴(2)上固定有风扇(21)。
3.根据权利要求2所述的一种电磁制动电动机,其特征是:所述制动轴(3)的中心通过设孔的方式供转轴(2)穿过,所述转轴(2)通过外壁与制动轴(3)的内孔壁转动接触,所述风扇(21)设于转轴(2)的端部,所述制动轴(3)位于齿部一(22)和风扇(21)之间。
4.根据权利要求3所述的一种电磁制动电动机,其特征是:所述离合筒(4)的材料为铜。
5.根据权利要求1所述的一种电磁制动电动机,其特征是:所述键槽结构包括设于离合筒(4)的键槽(41)、设于制动轴(3)的连接键(31),所述连接键(31)位于键槽(41)内;所述键槽(41)的宽度大于连接键(31),所述键槽(41)内位于连接键(31)的宽度两侧分别设有弹性件(42)。
6.根据权利要求1所述的一种电磁制动电动机,其特征是:所述弹簧(32)套设于离合筒(4)外,所述离合筒(4)设有供弹簧(32)端部嵌入的定位槽(44),所述定位槽(44)为环槽,所述定位槽(44)的槽口朝向背离齿部一(22)。
7.根据权利要求1所述的一种电磁制动电动机,其特征是:所述摩擦盘(33)为圆筒状,所述制动盘(5)呈环形设于摩擦盘(33)外,所述摩擦盘(33)通过圆柱外侧壁与制动盘(5)保持面接触。
8.根据权利要求7所述的一种电磁制动电动机,其特征是:所述制动盘(5)外设有半环形的上盘座(51)、下盘座(52),所述上盘座(51)、下盘座(52)分别位于制动盘(5)的径向两侧,所述上盘座(51)、下盘座(52)将制动盘(5)压紧于摩擦盘(33)上,所述上盘座(51)、下盘座(52)、制动盘(5)具有弹性可产生弯曲,所述上盘座(51)的两端设有沿摩擦盘(33)径向延伸的两个上耳板(511),所述下盘座(52)的两端设有沿摩擦盘(33)径向延伸的两个下耳板(521),所述上耳板(511)、下耳板(521)间通过穿设固定螺栓(54)连接固定。
9.根据权利要求8所述的一种电磁制动电动机,其特征是:所述上盘座(51)、下盘座(52)的表面贯穿设有多个散热孔(53)。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An electromagnetic brake motor Effective date of registration: 20220913 Granted publication date: 20210420 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Co.,Ltd. Taizhou Luqiao Sub branch Pledgor: Zhejiang Qizhi Electric Co.,Ltd. Registration number: Y2022330002212 |
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PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |