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CN111706628B - 一种机床主轴碟刹式制动机构 - Google Patents

一种机床主轴碟刹式制动机构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种机床主轴碟刹式制动机构，包括主轴座、转动穿设于主轴座内的芯轴，其特征在于：所述芯轴向后伸出主轴座尾端，所述主轴座尾端连接有刹车机构，所述刹车机构包括连接于主轴座的制动箱，所述芯轴伸入制动箱的一端连接有第一刹车件，所述制动箱连接有第二刹车件，所述制动箱连接有用于驱动第二刹车件移动的驱动组件。本发明具有接触面积大，刹车效率高且稳定性好的效果。

Description

一种机床主轴碟刹式制动机构
技术领域
本发明涉及机床的技术领域，尤其是涉及一种机床主轴碟刹式制动机构。
背景技术
数控机床上设有用于驱动工件转动的主轴，现有技术中主轴的驱动由数控机床内设置的驱动电机及传动机构实现，在工作时，主轴和主轴高速旋转，当停止工作时，需要对主轴和主轴实现刹车止停。
例如公告号为CN202780653的中国专利公开的一种数控车铣复合机床，包括主轴箱和主轴，在主轴箱顶部设有油缸板，在油缸板上设有油缸，该油缸板下端一侧设有支板，在支板的另一侧设有刹车片，所述的刹车片固定在油缸板与主轴之间。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：需要刹车时油缸带动支板朝向刹车片移动，但是支板与刹车片的外壁摩擦，接触面积小导致刹车效率低的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种机床主轴碟刹式制动机构，具有刹车效果好的优点。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种机床主轴碟刹式制动机构，包括主轴座、转动穿设于主轴座内的芯轴，所述芯轴向后伸出主轴座尾端，所述主轴座尾端连接有刹车机构，所述刹车机构包括连接于主轴座的制动箱，所述芯轴伸入制动箱的一端连接有第一刹车件，所述制动箱连接有第二刹车件，所述制动箱连接有用于驱动第二刹车件移动的驱动组件。
通过采用上述技术方案，驱动组件可以推动第二刹车件朝向第一刹车件移动，当第二刹车件与第一刹车件抵接时，由于第一刹车件随芯轴转动，与第二刹车件之间产生较大的摩擦力，从而通过第二刹车件对第一刹车件施加的摩擦力对芯轴实现摩擦刹车。并且由于第二刹车件对第一刹车件施加的力为正向压力，且接触面积更大，从而使得刹车效率更高且更稳定。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一刹车件包括固定于芯轴的安装盘，所述安装盘朝向第二刹车件的侧壁固定连接有刹车片。
通过采用上述技术方案，安装盘与芯轴同轴，且安装盘含有一与芯轴轴线垂直的侧壁，在安装盘垂直的侧壁上固定刹车片，刹车片呈环形设置且与芯轴同轴，并且芯轴旋转时，刹车片随芯轴一同旋转，与第二刹车件形成相对运动。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第二刹车件包括呈环形套设于芯轴外的移动盘，所述移动盘的纵向截面呈L形，所述移动盘包括与刹车片抵接的第一抵推盘，所述移动盘的端部固定连接有第二抵推盘，所述第一抵推盘和第二抵推盘之间形成气室，所述驱动组件伸入气室内并交替作用于第一抵推盘和第二抵推盘。
通过采用上述技术方案，驱动组件朝向第一抵推盘施力时，推动第一抵推盘朝向刹车片方向移动并使得第一抵推盘与刹车片接触，实现对芯轴的摩擦刹车，当解除刹车时，驱动组件朝向第二抵推盘施力，从而推动第一抵推盘和第二抵推盘朝向背离刹车片的方向移动，进而使得第一抵推盘与刹车片分离，从而芯轴转动时不受摩擦力，转动更流畅。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一抵推盘朝向刹车片的侧壁固定连接有环形的摩擦片，所述摩擦片可与刹车片抵接。
通过采用上述技术方案，当第一抵推盘朝向刹车片移动时，摩擦片与刹车片抵紧，刹车片随芯轴同步转动，从而刹车片与摩擦片之间形成相对转动，通过刹车片和摩擦片之间的摩擦力，实现对芯轴的刹车，达到刹车效果更好的目的。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动组件包括固定于制动箱内且内壁抵接于第一抵推盘和第二抵推盘的安装环，所述安装环连接有伸入气室的分隔环，所述分隔环将气室分成两个独立且密封的腔室，所述制动箱连接有两根进气管，两根所述进气管分别连通于两个腔室。
通过采用上述技术方案，两根进气管交替向腔室内通气，其中一根进气管向腔室内通气时，另一跟进气管对与之连通的腔室进行排气，从而推动第一抵推盘和第二抵推盘实现移动，同时进气的腔室体积变大，排气的腔室体积变小，当向远离第一抵推盘的腔室充气时，靠近第一抵推盘的腔室内气体排出，并推动第一抵推盘朝向背离刹车片的方向移动，从而使得摩擦片与刹车片处于分离状态，当向靠近第一抵推盘的腔室充气时，背离第一抵推盘的腔室内气体排出，并推动第一抵推盘朝向刹车片方向移动，从而使得摩擦片与刹车片接触摩擦，实现刹车。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一抵推盘和第二抵推盘外侧壁开设有环形的导向槽，所述安装环内壁固定连接有导向圈，所述导向圈位于导向槽内。
通过采用上述技术方案，当第一抵推盘和第二抵推盘移动时，导向槽可在导向圈的限位下移动，实现对第一抵推盘和第二抵推盘的限位。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述导向圈的截面形状为正六边形。
通过采用上述技术方案，正六边形的导向圈其上下两条边呈水平且平行设置，将导向圈的上下两条边与导向槽的顶面和底面贴紧，同时实现密封作用。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述导向圈由橡胶制成。
通过采用上述技术方案，从而当导向圈位于导向槽内时，导向圈受到挤压变形，从而使得导向圈的密封效果更好。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述导向圈沿导向槽的移动行程与摩擦片到刹车片的距离相等。
通过采用上述技术方案，从而当第一抵推盘沿芯轴轴线方向移动时，当摩擦片移动至与刹车片抵接时，使得导向圈与导向槽的端面正好抵接，从而通过导向槽的纤维，防止摩擦片与刹车片过度挤压，降低损伤摩擦片或刹车片的风险。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
驱动组件可以推动第二刹车件朝向第一刹车件移动，当第二刹车件与第一刹车件抵接时，由于第一刹车件随芯轴转动，与第二刹车件之间产生较大的摩擦力，从而通过第二刹车件对第一刹车件施加的摩擦力对芯轴实现摩擦刹车。并且由于第二刹车件对第一刹车件施加的力为正向压力，且接触面积更大，从而使得刹车效率更高且更稳定；
两根进气管交替向腔室内通气，其中一根进气管向腔室内通气时，另一跟进气管对与之连通的腔室进行排气，从而推动第一抵推盘和第二抵推盘实现移动，同时进气的腔室体积变大，排气的腔室体积变小，当向远离第一抵推盘的腔室充气时，靠近第一抵推盘的腔室内气体排出，并推动第一抵推盘朝向背离刹车片的方向移动，从而使得摩擦片与刹车片处于分离状态，当向靠近第一抵推盘的腔室充气时，背离第一抵推盘的腔室内气体排出，并推动第一抵推盘朝向刹车片方向移动，从而使得摩擦片与刹车片接触摩擦，实现刹车。
附图说明
图1是本发明的正视结构示意图。
图2是本发明的局部结构示意图。
图3是图2的A部放大结构示意图。
图4是本发明的右视结构示意图。
图中，1、主轴座；2、芯轴；3、刹车机构；4、制动箱；5、第一刹车件；6、第二刹车件；7、驱动组件；8、安装盘；9、刹车片；10、移动盘；11、第一抵推盘；12、第二抵推盘；13、气室；14、摩擦片；15、安装环；16、分隔环；17、腔室；18、进气管；19、导向槽；20、导向圈。
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机床主轴碟刹式制动机构，包括主轴座1、转动穿设于主轴座1内的芯轴2，芯轴2向后伸出主轴座1尾端，主轴座1尾端固定连接有刹车机构3，刹车机构3包括通过螺丝固定连接于主轴座1的制动箱4，芯轴2伸入制动箱4的一端连接有第一刹车件5，制动箱4连接有第二刹车件6，制动箱4连接有用于驱动第二刹车件6沿芯轴2的轴向移动的驱动组件7，从而带动第二刹车件6靠近或远离第一刹车件5。驱动组件7可以推动第二刹车件6朝向第一刹车件5移动，当第二刹车件6与第一刹车件5抵接时，由于第一刹车件5随芯轴2转动，与第二刹车件6之间产生较大的摩擦力，从而通过第二刹车件6对第一刹车件5施加的摩擦力对芯轴2实现摩擦刹车。并且由于第二刹车件6对第一刹车件5施加的力为正向压力，且接触面积更大，从而使得刹车效率更高且更稳定。
如图2和图3所示，第一刹车件5包括通过螺丝固定于芯轴2的安装盘8，安装盘8朝向第二刹车件6的侧壁通过螺钉固定连接有刹车片9；安装盘8与芯轴2同轴，且安装盘8含有一与芯轴2轴线垂直的侧壁，在安装盘8垂直的侧壁上固定刹车片9，刹车片9呈环形设置且与芯轴2同轴，并且芯轴2旋转时，刹车片9随芯轴2一同旋转，与第二刹车件6形成相对运动。
如图2和图3所示，第二刹车件6包括呈环形套设于芯轴2外的移动盘10，移动盘10与芯轴2不连接，移动盘10的纵向截面呈L形，移动盘10包括靠近刹车片9并与刹车片9抵接的第一抵推盘11，移动盘10背离刹车片9的端部固定连接有第二抵推盘12，第一抵推盘11和第二抵推盘12之间形成气室13，驱动组件7伸入气室13内并交替作用于第一抵推盘11和第二抵推盘12；驱动组件7朝向第一抵推盘11施力时，推动第一抵推盘11朝向刹车片9方向移动并使得第一抵推盘11与刹车片9接触，实现对芯轴2的摩擦刹车，当解除刹车时，驱动组件7朝向第二抵推盘12施力，从而推动第一抵推盘11和第二抵推盘12朝向背离刹车片9的方向移动，进而使得第一抵推盘11与刹车片9分离，从而芯轴2转动时不受摩擦力，转动更流畅。
第一抵推盘11朝向刹车片9的侧壁固定连接有环形的摩擦片14，摩擦片14表面粗糙且可与刹车片9抵接；当第一抵推盘11朝向刹车片9移动时，摩擦片14与刹车片9抵紧，刹车片9随芯轴2同步转动，从而刹车片9与摩擦片14之间形成相对转动，通过刹车片9和摩擦片14之间的摩擦力，实现对芯轴2的刹车，达到刹车效果更好的目的。
如图2和图3所示，驱动组件7包括固定于制动箱4内且内壁抵接于第一抵推盘11和第二抵推盘12的安装环15，安装环15连接有伸入气室13的分隔环16，分隔环16的底部边沿密封抵接于气室13的底面且将气室13分成两个独立且密封的腔室17，制动箱4连接有两根进气管18（标示于图4），两根进气管18分别连通于两个腔室17，且两根进气管18均连接有气源；两根进气管18交替向腔室17内通气，其中一根进气管18向腔室17内通气时，另一跟进气管18对与之连通的腔室17进行排气，从而推动第一抵推盘11和第二抵推盘12实现移动，同时进气的腔室17体积变大，排气的腔室17体积变小，当向远离第一抵推盘11的腔室17充气时，靠近第一抵推盘11的腔室17内气体排出，并推动第一抵推盘11朝向背离刹车片9的方向移动，从而使得摩擦片14与刹车片9处于分离状态，当向靠近第一抵推盘11的腔室17充气时，背离第一抵推盘11的腔室17内气体排出，并推动第一抵推盘11朝向刹车片9方向移动，从而使得摩擦片14与刹车片9接触摩擦，实现刹车。
如图2和图3所示，第一抵推盘11和第二抵推盘12外侧壁开设有环形的导向槽19，安装环15内壁固定连接有导向圈20，导向圈20位于导向槽19内；当第一抵推盘11和第二抵推盘12移动时，导向槽19可在导向圈20的限位下移动，实现对第一抵推盘11和第二抵推盘12的限位。导向圈20的截面形状为正六边形，正六边形的导向圈20其上下两条边呈水平且平行设置，将导向圈20的上下两条边与导向槽19的顶面和底面贴紧，同时实现密封作用。导向圈20由橡胶制成；从而当导向圈20位于导向槽19内时，导向圈20受到挤压变形，从而使得导向圈20的密封效果更好。
导向圈20沿导向槽19的移动行程与摩擦片14到刹车片9的距离相等；从而当第一抵推盘11沿芯轴2轴线方向移动时，当摩擦片14移动至与刹车片9抵接时，使得导向圈20与导向槽19的端面正好抵接，从而通过导向槽19的纤维，防止摩擦片14与刹车片9过度挤压，降低损伤摩擦片14或刹车片9的风险。
本实施例的实施原理为：芯轴2转动状态下，通过进气管18向背离第一抵推盘11的空腔内通气，同时靠近第一抵推盘11的空腔向外排气，通过气压推动第一抵推盘11朝向背离刹车片9方向移动，进而使得摩擦片14与刹车片9分离，当需要刹车时，背离第一抵推盘11的腔室17内排气，靠近第一抵推盘11的腔室17内充气，并带动第一抵推盘11朝向刹车片9方向移动，直至摩擦片14与刹车片9接触，此时刹车片9随芯轴2同步转动，通过摩擦片14与刹车片9的摩擦力实现对芯轴2的刹车。
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 (7)

1.一种机床主轴碟刹式制动机构，包括主轴座(1)、转动穿设于主轴座(1)内的芯轴(2)，其特征在于：所述芯轴(2)向后伸出主轴座(1)尾端，所述主轴座(1)尾端连接有刹车机构(3)，所述刹车机构(3)包括连接于主轴座(1)的制动箱(4)，所述芯轴(2)伸入制动箱(4)的一端连接有第一刹车件(5)，所述制动箱(4)连接有第二刹车件(6)，所述制动箱(4)连接有用于驱动第二刹车件(6)移动的驱动组件(7);所述第一刹车件(5)包括固定于芯轴(2)的安装盘(8)，所述安装盘(8)朝向第二刹车件(6)的侧壁固定连接有刹车片(9);所述第二刹车件(6)包括呈环形套设于芯轴(2)外的移动盘(10)，所述移动盘(10)的纵向截面呈L形，所述移动盘(10)包括与刹车片(9)抵接的第一抵推盘(11)，所述移动盘(10)的端部固定连接有第二抵推盘(12)，所述第一抵推盘(11)和第二抵推盘(12)之间形成气室(13)，所述驱动组件(7)伸入气室(13)内并交替作用于第一抵推盘(11)和第二抵推盘(12)。
2.根据权利要求1所述的一种机床主轴碟刹式制动机构，其特征在于：所述第一抵推盘(11)朝向刹车片(9)的侧壁固定连接有环形的摩擦片(14)，所述摩擦片(14)可与刹车片(9)抵接。
3.根据权利要求1所述的一种机床主轴碟刹式制动机构，其特征在于：所述驱动组件(7)包括固定于制动箱(4)内且内壁抵接于第一抵推盘(11)和第二抵推盘(12)的安装环(15)，所述安装环(15)连接有伸入气室(13)的分隔环(16)，所述分隔环(16)将气室(13)分成两个独立且密封的腔室(17)，所述制动箱(4)连接有两根进气管(18)，两根所述进气管(18)分别连通于两个腔室(17)。
4.根据权利要求3所述的一种机床主轴碟刹式制动机构，其特征在于：所述第一抵推盘(11)和第二抵推盘(12)外侧壁开设有环形的导向槽(19)，所述安装环(15)内壁固定连接有导向圈(20)，所述导向圈(20)位于导向槽(19)内。
5.根据权利要求4所述的一种机床主轴碟刹式制动机构，其特征在于：所述导向圈(20)的截面形状为正六边形。
6.根据权利要求4所述的一种机床主轴碟刹式制动机构，其特征在于：所述导向圈(20)由橡胶制成。
7.根据权利要求4所述的一种机床主轴碟刹式制动机构，其特征在于：所述导向圈(20)沿导向槽(19)的移动行程与摩擦片(14)到刹车片(9)的距离相等。
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