电液驱动摩擦负载阻尼装置及其制动控制方法与流程

本发明涉及电机制动技术，尤其涉及一种电液驱动摩擦负载阻尼装置及其制动控制方法。

背景技术：

由于电动机等旋转类轴类机械旋转运动的转子及与之相联的负载惯性的缘故，异步电动机的转子从切除电源到停止转动有一个较长的过程，需要一段比较长时间。在实际生产过程中，为了缩短转子停止转动的时间甚至是立即止停、提高生产效率，许多旋转类工作机械装置(如万能铣床、卧式镗床、组合机床等)都要求电动机转子能够迅速停止转动和可靠保持住转子停止旋转。这就要求对电动机的转子轴施加摩擦阻尼负载，强迫其立即停止旋转并可靠保持住转子停止旋转。

目前，机床上应用的该类使轴停转(制动)的方式有两大类：机械制动和电气制动。机械制动是利用机械或液压制动装置制动，电气制动是由电动机产生一个与原来旋转方向相反的力矩来实现制动。机床中电气制动方式主要有能耗制动和反接制动。

能耗制动的制动力较小(低速时尤为突出)，需要直流电源。能耗制动适用于要求制动准确、平稳的场合，如磨床、龙门刨床及组合机床的主轴定位等。

反接制动是利用改变异步电动机定子绕组上三相电源的相序，使定子对转子产生反向旋转磁场而产生强力制动力矩。反接制动时，旋转磁场相对的速度很大，定子电流也很大，因此制动迅速。但在制动过程中冲击较大，对传动机构有损伤，消耗较大的能量，并且在速度继电器动作不可靠时，反接制动也会引起反向再起动。因此反接制动方式常用于不频繁起动、制动时对停车位置无精确要求而传动机构能承受较大冲击的设备中如铣床、镗床、中型车床主轴的制动。对于起动制动频繁的异步电机，如果采用反接制动时会产生大量的热量，甚至能烧毁电机。目前在要求比较高的场所一般采用电磁抱阀制动，但系统体积大，占用一定的空间，造价比较高且控制电路复杂，抱死力度小。

技术实现要素：

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本发明提供了一种电液驱动摩擦负载阻尼装置及其制动控制方法，以至少解决现有技术存在系统体积大、造价高且控制电路复杂、抱死力度小的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种电液驱动摩擦负载阻尼装置，电液驱动摩擦负载阻尼装置包括底座、第一连杆、闸瓦、闸轮、轴、第二连杆、液压缸、滑阀和液压泵；其中，第一连杆安装于底座上，第一连杆与闸瓦连接，闸轮安装在闸瓦之间；闸轮上具有轴，第一连杆的另一端使用铰连接的方式连接第二连杆，第二连杆与液压缸连接，液压缸与滑阀连接，滑阀与液压泵连接。

进一步地，第一连杆和第二连杆均为v型杆；第一连杆的顶角侧的一端连接底座；第二连杆的顶角侧的一端连接液压缸；第一连杆的开口侧的两端分别采用铰连接的方式连接第二连杆的开口侧的两端。

进一步地，闸瓦安装在第一连杆的v型空间内；闸瓦包括第一制动块和第二制动块；第一制动块连接第一连杆的上臂，而第二制动块连接第一连杆的下臂；闸轮安装于第一制动块和第二制动块之间。

进一步地，第一连杆与闸瓦的连接方式采用铰连接，第一连杆上钻有螺纹眼，采用压紧螺杆和弹簧固定闸瓦，压紧螺杆采用螺距在0.35-0.5mm范围内的导向螺杆，弹簧另一端挂在闸瓦凸台上。

进一步地，用于固定闸瓦的弹簧刚度在600n/mm-1000n/mm范围内。

进一步地，第一连杆的上臂和下臂各自钻有螺纹眼；第一制动块采用铰连接方式、通过压紧螺杆和弹簧固定连接于第一连杆上臂的非端部；第二制动块采用铰连接方式、通过压紧螺杆和弹簧固定连接于第一连杆下臂的非端部。

进一步地，电液驱动摩擦负载阻尼装置还包括电动机、热继电器、第一接触器、第二接触器、第三接触器、第一熔断器、第二熔断器、电源开关、第一停止按钮和第二停止按钮；其中，电动机的驱动接入电源线与交流变直流变压器的输入电源线连接，滑阀的电磁铁线圈接线端与交流变直流变压器的输出接线端连接，交流变直流变压器的输入电源线与热继电器连接，热继电器与第一接触器连接，第一接触器与第一熔断器连接，第一熔断器与电源开关连接，电源开关与第二熔断器连接，第二熔断器与第一停止按钮连接，第一停止按钮与第二停止按钮连接，第二停止按钮与第二接触器并联，第二接触器与第三接触器连接。

如上所述的电液驱动摩擦负载阻尼装置的制动控制方法，该制动控制方法包括：合上电源开关，按下第二停止按钮后，使第一接触器线圈得电自锁，主触点闭合，滑阀上电磁铁线圈通电，滑阀主阀芯移动，使得其左侧机能位接通，压力油进入液压缸左腔，活塞杆向右运动，使电液驱动摩擦负载阻尼装置的闸瓦和闸轮分开，电动机运转；停车时，按下第一停止按钮后，使第二接触器线圈断电，自锁触点和主触点分段，使电动机和滑阀的电磁铁线圈同时断电，滑阀主阀芯复位，使得其右侧机能位接通，压力油进入液压缸右腔，活塞杆向左移动，在第一连杆和第二连杆的拉力作用下使得闸瓦3紧紧抱住闸轮，以实现抱闸制动。

本发明的电液驱动摩擦负载阻尼装置及其制动控制方法，能够使旋转类轴类机械旋转运动瞬间止转到转速为零，并且控制方法较为可靠，具有以下有益效果：

本发明的电液驱动摩擦负载阻尼装置在通电时，滑阀左位接通，活塞杆右移，使制动器的闸瓦和闸轮分开，电动机m转动；当sb1复位后，接触器km2失电释放，其常开触点打开，滑阀的电磁铁线圈失电释放，在弹簧弹力的作用下滑阀右位接通，迅速制动闸轮，使电动机迅速停转；本发明的电液驱动摩擦负载阻尼装置具有功率体积比大、快速性好、精度高、抗负载刚度大、抱死力度大等优点，使高速旋转的电动机轴快速停止转动，并保持静止，起到安全作用；采用连杆传递拉力的方式也能够在停止转动时起到减震的作用，减少由于振动给动力装置或者工件带来的损伤；闸瓦与连杆采用铰连接和压紧螺杆加固的连接方式，能够通过调试适应多种不同的设备，必要的时候可以更换不同型号的闸瓦，满足设备使用需求，且采用半圆形闸瓦，增加闸瓦与闸轮的受力面积，增大摩擦力，更有利于迅速停止转动。

通过以下结合附图对本发明的最佳实施例的详细说明，本发明的这些以及其他优点将更加明显。

附图说明

本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。在附图中：

图1是本发明的电液驱动摩擦负载阻尼装置的结构示意图；

图2是本发明的电液驱动摩擦负载阻尼装置中连杆与闸瓦的结构示意图。

本领域技术人员应当理解，附图中的元件仅仅是为了简单和清楚起见而示出的，而且不一定是按比例绘制的。例如，附图中某些元件的尺寸可能相对于其他元件放大了，以便有助于提高对本发明实施例的理解。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

本发明的实施例提供了一种电液驱动摩擦负载阻尼装置，电液驱动摩擦负载阻尼装置包括底座、第一连杆、闸瓦、闸轮、轴、第二连杆、液压缸、滑阀和液压泵；其中，第一连杆安装于底座上，第一连杆与闸瓦连接，闸轮安装在闸瓦之间；闸轮上具有轴，第一连杆的另一端使用铰连接的方式连接第二连杆，第二连杆与液压缸连接，液压缸与滑阀连接，滑阀与液压泵连接。

图1给出了本发明的电液驱动摩擦负载阻尼装置的一个示例的结构图。

如图1所示，电液驱动摩擦负载阻尼装置包括底座1、第一连杆2、闸瓦3、闸轮4、轴5、第二连杆6、液压缸7、滑阀8和液压泵9。

其中，第一连杆2安装于底座1上，第一连杆2与闸瓦3连接，闸轮4安装在闸瓦之间；闸轮4上具有轴5，第一连杆2的另一端使用铰连接的方式连接第二连杆6，第二连杆6与液压缸7连接，液压缸7与滑阀8连接，滑阀8与液压泵9连接。

根据一个实现方式，如图1所示，第一连杆2和第二连杆6均为v型杆；第一连杆2的顶角侧的一端连接底座1；第二连杆6的顶角侧的一端连接液压缸7；第一连杆2的开口侧的两端分别连接第二连杆6的开口侧的两端。

此外，根据一个实现方式，闸瓦3安装在第一连杆2的v型空间内；闸瓦3包括第一制动块3-1和第二制动块3-2；第一制动块3-1连接第一连杆2的上臂，而第二制动块3-2连接第一连杆2的下臂；闸轮4安装于第一制动块3-1和第二制动块3-2之间。

根据一个实现方式，如图2所示，第一连杆2与闸瓦3的连接方式采用铰连接，第一连杆2上钻有螺纹眼，采用压紧螺杆2-1和弹簧2-2固定闸瓦3。压紧螺杆2-1采用螺距在0.35mm-0.5mm范围内的导向螺杆。压紧螺杆2-1配合安装在第一连杆2的螺纹眼中；弹簧2-2的一端连至压紧螺杆2-1，另一端挂在闸瓦(3)凸台上。

其中，用于固定闸瓦3的弹簧刚度例如在600-1000n/mm范围内。

如图1和图2所示，第一连杆2的上臂和下臂例如各自钻有螺纹眼；第一制动块3-1采用铰连接方式、通过压紧螺杆2-1和弹簧2-2固定连接于第一连杆2上臂的非端部；第二制动块3-2采用铰连接方式、通过压紧螺杆2-1和弹簧2-2固定连接于第一连杆2下臂的非端部。

此外，根据一个实现方式，如图1所示，电液驱动摩擦负载阻尼装置还包括电动机m、热继电器fr1、第一接触器km1、第二接触器km2、第三接触器km3、第一熔断器fu1、第二熔断器fu2、电源开关qs、第一停止按钮sb1和第二停止按钮sb2。

其中，电动机m的驱动接入电源线与交流变直流变压器13的输入电源线连接，滑阀8的电磁铁线圈接线端与交流变直流变压器13的输出接线端连接，交流变直流变压器13的输入电源线与热继电器fr1连接，热继电器fr1与第一接触器km1连接，第一接触器km1与第一熔断器fu1连接，第一熔断器fu1与电源开关qs连接，电源开关qs与第二熔断器fu2连接，第二熔断器fu2与第一停止按钮sb1连接，第一停止按钮sb1与第二停止按钮sb2连接，第二停止按钮sb2与第二接触器km2并联，第二接触器km2与第三接触器km3连接。

此外，本发明的实施例还提供了如上所述的电液驱动摩擦负载阻尼装置的制动控制方法。该制动控制方法包括：合上电源开关，按下第二停止按钮后，使第一接触器线圈得电自锁，主触点闭合，滑阀上电磁铁线圈通电，滑阀主阀芯移动，使得其左侧机能位接通，压力油进入液压缸左腔，活塞杆向右运动，使电液驱动摩擦负载阻尼装置的闸瓦和闸轮分开，电动机运转；停车时，按下第一停止按钮后，使第二接触器线圈断电，自锁触点和主触点分段，使电动机和滑阀的电磁铁线圈同时断电，滑阀主阀芯复位，使得其右侧机能位接通，压力油进入液压缸右腔，活塞杆向左移动，在第一连杆和第二连杆的拉力作用下使得闸瓦3紧紧抱住闸轮，以实现抱闸制动。

参见图1，合上电源开关qs，按下第二停止按钮sb2后，使第一接触器km1线圈得电自锁，主触点闭合，滑阀8上电磁铁线圈通电，滑阀8主阀芯移动，使得其左侧机能位接通，压力油进入液压缸7左腔，活塞杆向右运动，使电液驱动摩擦负载阻尼装置的闸瓦3和闸轮4分开，电动机m运转。

此外，停车时，按下第一停止按钮sb1后，使第二接触器km2线圈断电，自锁触点和主触点分段，使电动机m和滑阀8的电磁铁线圈同时断电，滑阀8主阀芯复位，使得其右侧机能位接通，压力油进入液压缸7右腔，活塞杆向左移动，在第一连杆2和第二连杆6的拉力作用下使得闸瓦3紧紧抱住闸轮4，以实现抱闸制动。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。