[实用新型]碟簧加载式液压盘式制动器

说明书

技术领域

本实用新型涉及自动制动器，用于风机正常制动、紧急制动或防止风机在检修等工况下转动；亦可用于其他领域的制动。

背景技术

风力发电作为一种清洁能源，近年来获得了迅猛发展。目前的风力发电机主轴制动器主要采用盘式制动器，为了安装方便，这种制动器普遍采用“U”字形结构，其制动器体类似于悬臂安装，受载变形相对较大，导致制动片接触不均匀，局部磨损快，因此需要经常停机检查更换制动片，严重影响风机工作效率和制动可靠性。此外现有制动片形状类似长方形，容易导致制动片沿边缘接触而中间不接触，严重影响制动的敏捷性、准确性和可靠性。

发明内容

本实用新型的发明目的，在于解决现有制动器存在的结构刚性差、制动片磨损不均匀、制动可靠性不高等问题，提出了一种新型碟簧加载式液压盘式制动器。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种碟簧加载式液压盘式制动器，包括底座、空心轴、被动制动钳、主动制动钳和端盖，其中的被动制动钳通过其钳体上的耳环套装在空心轴上，并可在其上滑动；空心轴与底座则过盈装配；主动制动钳与被动制动钳采用高强度螺栓连接，并形成“U”形钳口，钳口上下均装有菱形制动片；上下制动片间衔制动盘，制动片与制动盘单侧间隙为2～2.5mm；制动力则由端盖内的碟簧提供；当给出指令信号需要制动时，液压系统泄压，碟簧释放，推动油活塞压紧主动侧制动片，随后被动侧跟进，制动器抱闸制动；停止制动时，液压系统上压，碟形碟簧被压缩复位，制动器松闸，主动侧和被动侧分别回退2～2.5mm，完成一次制动，其特征在于：

(1)主动侧制动钳与被动制动钳的连接部位为圆形，并采用高强度螺栓连接；

(2)主动侧制动钳的支撑制动片的部位为菱形，并设有加强筋；

(3)空心轴上还装有定位系统。

所述的定位系统是一种被动侧间隙自动补偿机构，由固定螺钉、销轴、减摩合金轴瓦、开口套和定位板组成，定位板固定在空心轴上并与开口套螺钉连接，开口套中有减摩合金轴瓦，其中装销轴，销轴与开口套及减摩合金轴瓦之间产生相对滑动，从而保持被动侧制动间隙不变。

与现有技术相比较，本实用新型的优点显而易见，主要表现在：

1.流线型外观、集成式油缸，有效减小制动器体积，节约安装空间；

2.加强筋及菱形托架加强制动力作用区域刚度，减小变形；与同类产品相比，制动器结构强度略优，变形减少20％；

3.菱形制动片接触面积大，能够更好地适应制动器体的变形。制动片磨损均匀，使用寿命长，延长检修、更换周期；

4.快换式的缺口削扁销使更换制动片更加便捷，图7、图8为其结构视图。

5.使用高强度螺栓连接主动与被动钳体，增强结构的稳定性；空心轴配合安装用双头螺柱组件将制动器整体压紧于主机上，提高制动器抗扭刚度，减小了底座尺寸。

6.增大了制动片与制动盘安装间隙，调整方便。

附图说明

本实用新型有附图11幅，其中：

图1为本实用新型三维结构示意图；

图2为本实用新型总体结构的主视图；

图3为本实用新型总体结构的俯视图；

图4为主被动制动钳连接螺栓；

图5为制动钳油缸内部剖视图；

图6为被动侧间隙调整机构示意图；

图7、图8为带缺口削扁销结构示意图；

图9为菱形制动片结构示意图；

图10为制动器安装视图；

图11为有限元分析力传递模型。

在图中：1、底座  2、空心轴  3、定位系统  4、被动制动钳  5、主动制动钳  6、高强度螺栓  7、主动侧制动片  8、油活塞  9、碟形弹簧10、端盖  11、固定螺钉  12、销轴  13、减摩合金轴瓦  14、开口套15、定位板  16、带缺口的削扁销  17、双头螺栓组件  18、复位弹簧

具体实施方式

如图1～图10所示的一种碟簧加载式液压盘式制动器，是对现有液压盘式制动器的改进。旨在应用有限元结构拓扑优化技术，以体积最小且结构刚度最大为优化目标，按照最佳载荷传递路径配置材料密集度，确定概念设计框架模型，由此得出最优结构设计方案。该方案提高了结构的刚度，有效减小制动器体变形，使得制动片受载均匀，延长使用寿命，提高了制动敏捷性、准确性和可靠性。图11为根据制动器的受力情况对制动器进行的力传递分析模型，图1、图2、图3为改进后的制动器外形设计。从图1、图11中可以看出，沿力传递路径，增加加强筋设计，增强了制动器的结构刚度以及结构的紧凑性。