摩差制動(dòng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械傳動(dòng)或制動(dòng)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]制動(dòng)，即是運(yùn)轉(zhuǎn)中的機(jī)械設(shè)備、部件等停止現(xiàn)有運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。電氣制動(dòng)與機(jī)械制動(dòng)均為制動(dòng)的方式，電氣制動(dòng)是通過(guò)與驅(qū)使設(shè)備運(yùn)動(dòng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式相反的電氣連接方式從而使設(shè)備達(dá)到加速停止的效果；機(jī)械制動(dòng)則是通過(guò)物理力學(xué)方式抑制設(shè)備的現(xiàn)有運(yùn)動(dòng)。
[0003]優(yōu)缺點(diǎn)比較:
[0004]目前應(yīng)用最廣泛的是摩擦式的機(jī)械制動(dòng)。但幾乎所有的摩擦式的機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)都要具備四個(gè)基本組成部分。1、供能裝置:包括供給、調(diào)整制動(dòng)所需能量以及改善傳能介質(zhì)狀態(tài)的各種部件。2、控制裝置:包括產(chǎn)生制動(dòng)動(dòng)作和控制制動(dòng)效果的部件。3、傳動(dòng)裝置:包括將制動(dòng)能量傳輸?shù)街苿?dòng)器的各個(gè)部件。4、制動(dòng)器:產(chǎn)生阻礙車輛或設(shè)備的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的制動(dòng)力的部件。即幾乎所有的制動(dòng)器的制動(dòng)力，需要有機(jī)械、液壓或氣壓動(dòng)力系統(tǒng)提供制動(dòng)能量，因此導(dǎo)致控制和傳動(dòng)裝置也較復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服上述不足問(wèn)題，提供一種摩差制動(dòng)方法，改變傳統(tǒng)摩擦制動(dòng)的方式方法，以實(shí)現(xiàn)不需要供能裝置的摩擦式機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)，使制動(dòng)時(shí)能量損耗量最大限度降低，效率大幅提升，制動(dòng)形式多樣化。
[0006]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:摩差制動(dòng)方法，采用摩差三要素件進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)。摩差三要素件包括驅(qū)力件、摩差件和目標(biāo)件。
[0007]本方法有三種基本形態(tài)。當(dāng)b+c < a時(shí):式中a是摩差件與目標(biāo)件之間的摩擦角；b是摩差件與驅(qū)力件之間的摩擦角；c是驅(qū)力角；b+c為摩差角；為本方法的摩差自鎖制動(dòng)即完全制動(dòng)(抱死)形態(tài)。
[0008]當(dāng):90° > b+c’ > a且b+c’為某一定值時(shí):式中a是摩差件與目標(biāo)件之間的摩擦角山是摩差件與驅(qū)力件之間的摩擦角；c是驅(qū)力角；b+c為摩差角；為本方法的定比減速制動(dòng)形態(tài)。
[0009]當(dāng)90° > b+c’彡a且b+c’在此范圍隨機(jī)調(diào)整時(shí):式中a是摩差件與目標(biāo)件之間的摩擦角；b是摩差件與驅(qū)力件之間的摩擦角；c是驅(qū)力角；b+c為摩差角；為全程(調(diào)控)制動(dòng)形態(tài)。
[0010]本方法能用于直線單向、雙向、換向；旋向單向、雙向制動(dòng)和摩差制動(dòng)裝置的組合應(yīng)用。
[0011]用于直線單向制動(dòng)(含盤式制動(dòng))時(shí)，制動(dòng)方向?yàn)槟骝?qū)力角方向。驅(qū)力件、摩差件垂直于制動(dòng)方向依次疊放安裝于機(jī)架(制動(dòng)鉗)；機(jī)架固裝于設(shè)備上，垂直于制動(dòng)方向浮動(dòng)；目標(biāo)件根據(jù)形狀和結(jié)構(gòu)需求:矩形、盤式目標(biāo)件位于摩差件一側(cè)與機(jī)架之間；外包式目標(biāo)件則將兩翼分別位于驅(qū)力件、目標(biāo)件兩側(cè)；驅(qū)力件與摩差件接觸面為斜面，為常接觸狀態(tài)；摩差件與目標(biāo)件接觸面為平面；摩差件通過(guò)螺旋彈簧、片簧、控制器與機(jī)架連接，將其保持在預(yù)工作位置與目標(biāo)件有一定間隙；摩差件與目標(biāo)件之間的摩擦系數(shù)一般要大于摩差件與驅(qū)力件之間的摩擦系數(shù)I倍以上。驅(qū)力件與摩差件間采取滑動(dòng)或滾動(dòng)摩擦方式。
[0012]制動(dòng)時(shí)，控制器釋放，摩差件在彈簧作用下即刻消除間隙貼靠目標(biāo)件，此時(shí)，摩差件與目標(biāo)件的摩擦力通過(guò)摩差件傳遞于驅(qū)力件，從而產(chǎn)生摩差力并沿摩差角斜邊方向反作用于目標(biāo)件，進(jìn)而使浮裝的機(jī)架夾緊目標(biāo)件，外包式目標(biāo)件則為漲緊目標(biāo)件，實(shí)施制動(dòng)。解除制動(dòng)時(shí)，控制器工作，推動(dòng)摩差件壓縮彈簧回位。
[0013]用于直線雙向制動(dòng)(含盤式制動(dòng))時(shí)，將兩組垂直于制動(dòng)方向依次疊放的驅(qū)力件、摩差件相對(duì)逆向安裝于機(jī)架(制動(dòng)鉗)的兩邊，摩差件的平面相對(duì)；機(jī)架固裝于設(shè)備或車輛上，垂直于制動(dòng)方向浮動(dòng)；目標(biāo)件位于兩摩差件之間；驅(qū)力件與摩差件接觸面為斜面，為常接觸狀態(tài)；摩差件與目標(biāo)件接觸面為平面；一組摩差件通過(guò)螺旋彈簧、片簧、控制器與機(jī)架連接，另一組通過(guò)螺旋彈簧、片簧與機(jī)架連接，將各組件保持在預(yù)工作位置與目標(biāo)件有一定間隙；摩差件與目標(biāo)件之間的摩擦系數(shù)一般要大于摩差件與驅(qū)力件之間的摩擦系數(shù)I倍以上。驅(qū)力件與摩差件間采取滑動(dòng)或滾動(dòng)摩擦方式。
[0014]制動(dòng)時(shí)，控制器釋放，摩差件在彈簧作用下即刻消除間隙貼靠目標(biāo)件，此時(shí)，制動(dòng)方向的摩差件與目標(biāo)件的摩擦力通過(guò)摩差件傳遞于驅(qū)力件，從而產(chǎn)生摩差力并沿摩差角斜邊方向反作用于目標(biāo)件，相對(duì)的組件則與機(jī)架剛性連接，隨浮裝的機(jī)架夾緊目標(biāo)件，實(shí)施制動(dòng)。反向制動(dòng)時(shí)，兩組件的作用相反。若將兩組件均安裝控制器，能分向控制制動(dòng):只打開(kāi)某一組件的控制器時(shí)，為該組制動(dòng)方向制動(dòng)，目標(biāo)件能反方向自由滑動(dòng)；兩只控制器全打開(kāi)時(shí)，雙向制動(dòng)；即能實(shí)現(xiàn)變方向的單向制動(dòng)，也能同時(shí)雙向制動(dòng)的特殊需要。，控制器工作，推動(dòng)摩差件壓縮彈簧回位。
[0015]用于旋向(圓柱面)制動(dòng)時(shí)，除閘瓦式制動(dòng)外，一般采取多組摩差三要素件均布的結(jié)構(gòu)形式；驅(qū)力件、摩差件和目標(biāo)件垂直于制動(dòng)切線方向依次套裝；驅(qū)力件、摩差件固裝于機(jī)架；當(dāng)目標(biāo)件為軸或輪時(shí)，目標(biāo)件在內(nèi)，驅(qū)力件在外；當(dāng)目標(biāo)件為鼓時(shí)，目標(biāo)件在外，驅(qū)力件在內(nèi)；驅(qū)力件與摩差件、摩差件與目標(biāo)件的接觸面為組成驅(qū)力角的曲面，驅(qū)力件與摩差件為常接觸狀態(tài)；摩差件通過(guò)螺旋彈簧、片簧、擋片、單向用撥叉、雙向用制動(dòng)凸輪與驅(qū)力件連接將其保持在預(yù)工作位置，與目標(biāo)件則保持一定間隙；摩差件與目標(biāo)件之間的摩擦系數(shù)一般要大于摩差件與驅(qū)力件之間的摩擦系數(shù)I倍以上。驅(qū)力件與摩差件間采取滑動(dòng)或滾動(dòng)摩擦方式。
[0016]制動(dòng)時(shí)，撥叉或制動(dòng)凸輪推動(dòng)摩差組件克服彈簧阻力消除間隙與目標(biāo)件接觸，此時(shí)，制動(dòng)方向的摩差件與目標(biāo)件的摩擦力通過(guò)摩差件傳遞于驅(qū)力件，從而產(chǎn)生摩差力并沿摩差角斜邊方向反作用于目標(biāo)件，實(shí)施制動(dòng)；當(dāng)目標(biāo)件為軸或輪時(shí)，為抱緊制動(dòng)；當(dāng)目標(biāo)件為鼓時(shí)，為漲緊制動(dòng)；解除制動(dòng)時(shí)，撥叉或制動(dòng)凸輪釋放，摩差件在彈簧作用下回位。
[0017]用于閘瓦式制動(dòng)時(shí)，驅(qū)力件、摩差件垂直于制動(dòng)切線方向依次安裝，驅(qū)力件固裝于機(jī)架，摩差件浮裝于驅(qū)力件；此時(shí)的目標(biāo)件為軸或輪；驅(qū)力件與摩差件、摩差件與目標(biāo)件的接觸面為組成驅(qū)力角的曲面，驅(qū)力件與摩差件為常接觸狀態(tài)；摩差件通過(guò)螺旋彈簧與驅(qū)力件連接將其保持在預(yù)工作位置，與目標(biāo)件則保持一定間隙；摩差件與目標(biāo)件之間的摩擦系數(shù)一般要大于摩差件與驅(qū)力件之間的摩擦系數(shù)I倍以上。驅(qū)力件與摩差件間采取滑動(dòng)或滾動(dòng)摩擦方式。一般采取單組三要素件單控的方式，單組單向制動(dòng)，兩組雙向制動(dòng)；
[0018]制動(dòng)時(shí)，機(jī)架推動(dòng)驅(qū)力件與摩差組件消除間隙與目標(biāo)件接觸，此時(shí)，制動(dòng)方向的摩差件與目標(biāo)件的摩擦力通過(guò)摩差件傳遞于驅(qū)力件，從而產(chǎn)生摩差力并沿摩差角斜邊方向反作用于目標(biāo)件，實(shí)施制動(dòng)。解除制動(dòng)時(shí)，機(jī)架回位，摩差件在彈簧作用下回位。
[0019]以上制動(dòng)形式，均能分別設(shè)計(jì)為:摩差自鎖制動(dòng)即完全制動(dòng)(抱死)形態(tài)的制動(dòng)器，即b+c ^ ao式中a是摩差件與目標(biāo)件之間的摩擦角；b是摩差件與驅(qū)力件之間的摩擦角；c是驅(qū)力角；b+c為摩差角；或定比減速制動(dòng)形態(tài)的制動(dòng)器，即90° > b+c’ > a且b+c’為某一定值。式中a是摩差件與目標(biāo)件之間的摩擦角；b是摩差件與驅(qū)力件之間的摩擦角；c是驅(qū)力角；b+c為摩差角。
[0020]用于全程制動(dòng)時(shí)，驅(qū)力件、摩差件垂直于制動(dòng)方向依次安裝，驅(qū)力件浮裝于控制器的調(diào)控支座，能繞調(diào)控支座軸心旋轉(zhuǎn)，兩端與調(diào)控桿連接，以調(diào)控其驅(qū)力角的方向和角度；控制器固裝于機(jī)架(制動(dòng)鉗)與驅(qū)力件、摩差件同一安裝中線；摩差組件1、摩差組件3間的圓弧面與調(diào)控支座同心，當(dāng)驅(qū)力件旋轉(zhuǎn)時(shí)，該弧面同心滑動(dòng)；驅(qū)力件與調(diào)控支座、摩差組件與驅(qū)力件、摩差組件I與3之間采取滑動(dòng)或滾動(dòng)摩擦方式；摩差件與目標(biāo)件之間的摩擦系數(shù)一般要大于摩差件與驅(qū)力件之間的摩擦系數(shù)I倍以上；以上所有部件均置于機(jī)架(制動(dòng)鉗)的一側(cè)，連接于摩差組件3兩端的彈簧、片簧將摩差組件、驅(qū)力件推靠于制動(dòng)控制器的調(diào)控支座，并與目標(biāo)件(制動(dòng)盤或?qū)к?保持一定間隙的預(yù)工作位置；目標(biāo)件即機(jī)架(制動(dòng)鉗)的另一側(cè)，安裝一與機(jī)架隨動(dòng)的制動(dòng)片；機(jī)架(制動(dòng)鉗)可垂直于制動(dòng)方向浮動(dòng)。
[0021]制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)控制器推動(dòng)調(diào)控支座、驅(qū)力件、摩差組件克服片簧的彈力，消除與目標(biāo)件的間隙，使雙側(cè)的制動(dòng)片貼靠在件I上；此時(shí)調(diào)控桿將驅(qū)力角調(diào)控在最佳初始角度；隨著制動(dòng)需求的變化，在制動(dòng)控制器作用下，驅(qū)力件繞調(diào)控支座軸心旋轉(zhuǎn)以調(diào)整驅(qū)力角，摩差組件1、摩差組件3間的圓弧面同心滑動(dòng)；使摩差角在預(yù)定范圍內(nèi)變化，即90° > b+c’ ^ a且b+c’在此范圍隨機(jī)調(diào)整，式中a是摩差件與目標(biāo)件之間的摩擦角；b是摩差件與驅(qū)力件之間的摩擦角；c是驅(qū)力角；b+c為摩差角；制動(dòng)方向的摩差件與目標(biāo)件的摩擦力通過(guò)摩差件傳遞于驅(qū)力件，從而產(chǎn)生隨驅(qū)力角變化的摩差力并反作用于目標(biāo)件，以獲取隨機(jī)需要的制動(dòng)力，實(shí)施全程制動(dòng)；調(diào)整驅(qū)力角的方向便能換向制動(dòng)，解除制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)控制器回位；彈簧、片簧推動(dòng)摩差組件