专利名称：小型卧式水轮发电机组人力刹车机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种用于小型卧式水轮发电机组进行正常刹车以及紧急事故性刹车的人力制动装置。
目前，使用的小型卧式水轮发电机组刹车机主要有两种类型。一种类型是气动刹车机，它主要由电动机、空气压缩机、管路和配套刹车组合件构成。这种刹车机时常要有一定的气压，而保证气压正常供给则必须保持有连续不断的电能来维持电动机的运转，因此整机成本高，使用时耗能多并且制动力矩较小，许多小型水力发电厂安装以后一直得不到正常使用。另一种类型是液压刹车机，由于液压刹车机的密封精度要求很高，配套设备复杂，整机成本也很高，很不适合小型水力发电厂使用。
本实用新型的目的是提供一种通过两级杠杆刹车传动机构进行刹车，刹车可靠，刹车时能自行进行锁定的结构简单，容易制造、整机成本不超过现有技术中两种类型刹车机各自成本的二分之一的使用时操作方便而且容易保养的小型卧式水轮发电机组人力刹车机。
本实用新型是由机壳、两级杠杆刹车传动机构、刹车板组合件、刹车自动锁定装置构成。其中，机壳由机体4、中间承力板K1、端面定位板K2构成；两级杠杆刹车传动机构由以操作杆14、杆座15、凸轮19、凸轮轴11、凸轮轴座12和12’、平台8等组成的安装固定于端面定位板K2端面上的一级杠杆刹车传动机构和各以制动臂7、拉伸弹簧21制动臂支座5、支点销轴6等组成的分别安装于机体4两外侧面上的两组二级杠杆刹车传动机构构成；刹车板组合件是由刹车板1、刹车皮23、铝铆钉22、刹车板支座、销轴3构成；刹车自动锁定装置由锯齿棘轮16和以止退轴28、卡销27、轴套24、盖顶设有一条深槽一条浅槽的十字槽轴套盖25、弹簧29、滚花螺帽26组成的锁定器13构成。
以下结合附图对本实用新型的实施作出详细描述。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的
图1的A－A剖视图。
图3是本实用新型的
图1的B－B剖视图。
图4是本实用新型的
图1的C－C剖视图。
首先根据小型卧式水轮发电机组的飞轮的厚度，利用计算公式K1的宽度＝K2的宽度＝Ha＋2Hb＋2Hp＋2E(K1为机壳的中间承力板，K2为机壳的端面定位板，Ha为小型卧式水轮发电机组的飞轮的厚度，Hb为刹车板的厚度，Hp为刹车皮的厚度，E为刹车皮与飞轮之间的间隙，约为3～5mm)计算出中间承力板K1和端面定位板K2的各自宽度，然后参照
图1、图2，用高强度钢板制作机体4、中间承力板K1、端面定位板K2，将它们焊接成机壳。机壳的高度为300～1000mm，其长度视制动臂7的L3力臂和L4力臂的总长度来决定，在机壳的底坐上要开有若干个地脚螺孔。两级杠杆刹车传动机构和刹车板组合件以及刹车自动锁定装置中的各种部件，除了刹车板组合件中的刹车皮23是用石棉树脂或者石棉铜丝材料制作以外，其余各部件是根据各自所受力的不同用高强度钢材或者普通的钢材来制作。根据
图1、图2所示，两级杠杆刹车传动机构中的制动臂7，其L3力臂与L4力臂的长度比为21，并在L3力臂和L4力臂的相交点上开有支点销轴6的轴孔和在L4力臂端开有一个用于安装刹车板组合件的销轴孔，在L3力臂端头焊接上一个垂直于制动臂7的弯头，以保证制动臂7的L3力臂能够贴到凸轮19的凸轮平面上；刹车板组合件包括有刹车板1、刹车皮23、铝铆钉22、刹车板支座2、销轴3，其中刹车皮23是用铝铆钉22固定于刹车板1的内侧面，刹车板支座2焊接固定于刹车板1的外侧面上，刹车板1是通过刹车板支座2、销轴3、制动臂7上的销轴孔安装于制动臂7的L4力臂端。参照图3，刹车自动锁定装置中的锁定器13是这样制作的首先加工好止退轴28、卡销27、轴套24、盖顶上设有一条深槽一条浅槽的十字槽轴套盖25、滚花螺帽26、弹簧29(也可以在市场上买)，然后将止退轴28套上弹簧29装进轴套24内，拧上十字槽轴套盖25，在十字槽轴套盖25顶部上的深槽内对准止退轴28上设有的销孔插进卡销27，将滚花螺帽26拧进止退轴28的上端头即可。
根据
图1、图2、图3、图4所示，两级杠杆刹车传动机构中的以操作杆14、杆座15、凸轮19、凸轮轴11、凸轮轴座12和12’、平台8等组成的一级杠杆刹车传动机构要安装在端面定位板K2的端面上，各以制动臂7、拉伸弹簧21、制动臂支座5、支点销轴6等组成的两组二级刹车传动机构要分别安装在机体4的两外侧面上；刹车板组合件要安装在制动臂7的L4力臂端；刹车自动锁定装置中的锯齿棘轮16要焊接固定于平台8上，锁定器13要焊接在杆座15上。其安装过程是在机体4的两外侧面分别焊接固定上制动臂支座5，制动臂支座5要对准机体4内侧的中间承力板K1的端头位置，制动臂支座5距离机壳底座的高度应保持制动臂7本身高度的中心点与机体4上预留有刹车板1空位的二分之一的高度相平行；将平台8焊接固定到端面定位板K2的端面上，平台8距离机壳底座的高度要保持能够在机体4的外侧平行地安装上制动臂7；在平台8上方的与制动臂7的弯头相平行的端面定位板K2的中心点的端面上焊接固定上凸轮轴座12’，安装上带有凸轮19的凸轮轴11，再将焊按固定于一块设有螺孔的钢板上的凸轮轴座12套进凸轮轴11并用螺杆20将之固定于平台8上；在凸轮轴座12外侧的平台8上焊接固定好锯齿棘轮16，用凸轮轴螺帽18将设有平键17的已焊接固定上锁定器13的杆套15固定于凸轮轴11的外端头，并装上操作杆14；最后用支点销轴6将已安装上刹车组合件的两根制动臂7分别安装到固定于机体4两外侧面的制动臂支座5上，并通过制动臂7的L3力臂端上焊接固定有的扣环10和端面定位板K2端面上焊接固定有的弯钩9安装上拉伸弹簧21，使两根制臂7的L3力臂端的弯头始终能够分别贴到凸轮19的两个平面或者是凸面上。
本实用新型的工作过程是这样实现的在非刹车时，凸轮19处于图4所示的状态。此时，两根传动臂7在拉伸弹簧21的作用下，使两块刹车板1上的刹车片23各与小型卧式水轮发电机组的飞轮产生有3～5mm的间隙，不影响机组的运转。
刹车时，对操作杆14顶端施加一个人工的压力P，使操作杆14作逆时针转动的同时带动凸轮轴11转动，使凸轮19的凸面挤压两根制动臂7的L3力臂端的弯头，迫使两根制动臂7的L3力臂向外撑开，此时每根制动臂7的L3力臂所受的力
是原动力P的12.5倍(设计 (L1)/(L2) ＝12.5，计算式
＝ (L1)/(L2) ×P＝12.5P)。与此同时，两根制动臂7上的支点销轴6转动，每根制动臂7的L4力臂向内收拢，使刹车板1上的刹车片23逐渐靠近小型卧式水轮发电机组的飞轮，直至紧紧地抱住该飞轮。此时其刹车的压力F是原动力P的25倍(设计 (L3)/(L4) ＝2，计算式
＝ (L3)/(L4) ×
＝2×12.5×P＝25P)。如果设原动力P＝0.6KN(一个职工的体重)，那么每块刹车板1上的刹车片23抱住小型卧式水轮发电机组的飞轮时的正压力应为0.6KN×25＝15KN，已具备了足够的刹车压力。在本实用新型的进行刹车的过程中，操作杆14每通过凸轮轴11带动凸轮19转一个角度，固定在杆套15上的锁定器13也同时同方向转一个角度，此时锁定器13的轴套24内的止退轴28在弹簧29的作用下始终插进锯型棘轮16的某个齿间，可以前进而不能后退，如果对操作杆14除去压力P，由于止退轴28卡住锯齿棘轮16的锯齿的作用，使本实用新型能够实现刹车自动锁定。当用手抓住滚花螺帽26提起止退轴28并旋转90度，将止退轴28上的卡销27从十字槽轴套盖25盖顶上的深槽转卡到浅槽内，使止退轴28完全从锯型棘轮16上的某个齿间中退出，将操作杆14退回原处时便恢复了本实用新型原来的非刹车状态。
将本实用新型安装在额定转速为1000转／分的2000KW的卧式水轮发电机组上进行试验，当该机组的导水叶开度指向零度的时刻，仅用10秒钟就可以刹死该发电机组的飞轮的转动。又试用表明，最近本公司的二郎水力发电厂在一次小型卧式水轮发电机组的水轮机导叶拐臂断裂的设备事故中由于使用本实用新型及时地进行刹车，不仅避免了设备损失，而且使发电机组很快地恢复了重新运行。
权利要求1.一种用于小型卧式水轮发电机组的人力刹车机，其特征在于该刹车机是由机壳、两级杠杆刹车传动机构、刹车板组合件、刹车自动锁定装置构成。
2.根据权利要求1所述的小型卧式水轮发电机组的人力刹车机，其特征在于机壳是由机体4、中间承力板K1、端面定位板K2构成。
3.根据权利要求1所述的小型卧式水轮发电机组的人力刹车机，其特征在于两级杠杆刹车传动机构是由以操作杆14、杆座15、凸轮轴11、凸轮19、平台8、凸轮轴座12和12’等组成的一级杠杆刹车传动机构和各以制动臂7、拉伸弹簧21、制动臂支座5、支点销轴6等组成的两组二级杠杆刹车传动机构构成。
4.根据权利要求1所述的小型卧式水轮发电机组的人力刹车机，其特征在于刹车板组合件是由刹车板1、刹车板支座2、销轴3、刹车皮23、铝铆钉22构成。
5.根据权利要求1所述的小型卧式水轮发电机组的人力刹车机，其特征在于刹车自动锁定装置是由锯齿棘轮16和以止退轴28、卡销27、轴套24、盖顶上设有一条深槽一条浅槽的十字槽轴套盖25、滚花螺帽26、弹簧29组成的锁定器13构成。
6.根据权利要求3所述的小型卧式水轮发电机组的人力刹车机，其特征在于一级杠杆刹车传动机构是安装在端面定位板K2的端面上；两组二级杠杆刹车传动机构对称地安装于机体4的两外侧面。
专利摘要本实用新型属于一种用于小型卧式水轮发电机组进行正常刹车以及紧急事故性刹车的人力制动装置，它是由机壳、两级杠杆刹车传动机构、刹车板组合件、刹车自动锁定装置构成。其特点是通过两级杠杆传动机构进行刹车传动，刹车过程中能自动锁定，刹车可靠，结构简单，成本低，操作方便，容易保养，很适合拥有小型卧式水轮发电机组的发电厂使用。
文档编号F03B15/00GK2160021SQ92244239
公开日1994年3月30日 申请日期1992年12月9日 优先权日1992年12月9日
发明者黄国义, 赵开金, 黄斌耀, 许宗文 申请人:靖西县电力公司