崔宏濤

(國(guó)營(yíng)萬(wàn)山機(jī)電廠，陜西 漢中 723102)

1 電磁制動(dòng)器結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1結(jié)構(gòu)

電磁制動(dòng)器利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行摩擦式制動(dòng)剎車(chē)，由制動(dòng)磁軛和銜鐵組件組成。一般銜鐵組件安裝在從動(dòng)軸上，制動(dòng)磁軛安裝在固定件上，當(dāng)主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)后，通過(guò)同步帶或皮帶輪帶動(dòng)從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)工作，停車(chē)時(shí)制動(dòng)磁軛通電使其產(chǎn)生勵(lì)磁，制動(dòng)磁軛吸合銜鐵組件而使從動(dòng)軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到停車(chē)制動(dòng)的目的[1]。這種電磁制動(dòng)器結(jié)構(gòu)緊湊、噪聲小、工作頻率高、制動(dòng)迅速可靠、平穩(wěn)，是一種理想的自動(dòng)化執(zhí)行元件[2]。在設(shè)備突然超載的情況下，能有效保護(hù)設(shè)備的電器部件，并在織機(jī)頻繁啟動(dòng)、停止的過(guò)程中有效消除開(kāi)機(jī)痕跡，保障單元坯布的質(zhì)量。

1.2工作原理

電磁制動(dòng)器工作原理：電機(jī)通電后，其輸出端(主動(dòng)輪)將動(dòng)力通過(guò)同步帶帶動(dòng)從動(dòng)輪同步旋轉(zhuǎn)，使設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)并實(shí)現(xiàn)正常生產(chǎn)。當(dāng)設(shè)備需點(diǎn)動(dòng)或暫停工作時(shí)，給制動(dòng)磁軛通電，使其產(chǎn)生勵(lì)磁吸合銜鐵組件；銜鐵組件通過(guò)板簧使從動(dòng)軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備停止工作。當(dāng)切斷電磁制動(dòng)器的電源時(shí)，電磁力消失，銜鐵組件在板簧的彈力作用下脫離制動(dòng)磁軛，制動(dòng)力矩消失，噴氣織機(jī)啟動(dòng)，設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 電磁制動(dòng)器性能和故障分析

噴氣織機(jī)電磁制動(dòng)器屬于干式單片摩擦制動(dòng)器，制動(dòng)力直接影響剎車(chē)效果。以幅寬為2.3 m噴氣織機(jī)上常用的W02-5系列電磁制動(dòng)器為例，其電磁制動(dòng)器的制動(dòng)磁軛一般由雙勵(lì)磁線圈和一個(gè)熱保護(hù)溫度繼電器組成，工作時(shí)的額定電壓為DC 24 V，單個(gè)線圈的電阻值為5 Ω～6 Ω。當(dāng)織機(jī)點(diǎn)動(dòng)或暫停工作時(shí)，電控系統(tǒng)立即給制動(dòng)磁軛通電，制動(dòng)磁軛先獲得DC 110 V 的瞬時(shí)高壓，此時(shí)制動(dòng)磁軛中兩個(gè)勵(lì)磁線圈立即同時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大勵(lì)磁，使制動(dòng)磁軛摩擦吸合銜鐵組件；銜鐵組件通過(guò)板簧形變阻止從動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，200 ms后，織機(jī)電控單元再給勵(lì)磁線圈DC 24 V的保持電壓，此時(shí)制動(dòng)磁軛中單個(gè)勵(lì)磁線圈工作，從動(dòng)軸徹底停止旋轉(zhuǎn)、噴氣織機(jī)停止工作[3]。

2.1停車(chē)故障分析

2.1.1故障原因

噴氣織機(jī)易出現(xiàn)停機(jī)時(shí)剎車(chē)角度不對(duì)、響應(yīng)速度慢和不能及時(shí)停車(chē)的問(wèn)題，從而使織機(jī)打緯錯(cuò)誤，導(dǎo)致出現(xiàn)疵布。經(jīng)分析，主要是制動(dòng)力矩變小或控制信號(hào)錯(cuò)誤造成制動(dòng)器不能及時(shí)制動(dòng)所致。

a) 制動(dòng)磁軛中勵(lì)磁線圈的控制信號(hào)電壓低于DC 24 V或勵(lì)磁線圈有損壞(不導(dǎo)通或不絕緣)，使制動(dòng)磁軛功率(P=U2/R)減小，制動(dòng)力矩變小。

b) 制動(dòng)磁軛與銜鐵組件的間隙過(guò)大或者結(jié)合面不良，導(dǎo)致制動(dòng)磁軛摩擦吸合銜鐵組件時(shí)處在半接觸狀態(tài)，使摩擦面積減小，制動(dòng)力變小。

c) 同步帶使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而磨損，造成響應(yīng)時(shí)間滯后，剎車(chē)角度錯(cuò)誤。

d) 固定銜鐵組件的螺釘松動(dòng)使銜鐵組件有微量位移，造成響應(yīng)時(shí)間滯后，剎車(chē)角度錯(cuò)誤。

e) 制動(dòng)磁軛中存在剩磁，造成響應(yīng)時(shí)間滯后，剎車(chē)角度錯(cuò)誤。

f) 控制信號(hào)中200 ms瞬時(shí)高壓的響應(yīng)時(shí)間不對(duì)，造成響應(yīng)時(shí)間滯后，剎車(chē)角度錯(cuò)誤。

g) 制動(dòng)磁軛與銜鐵組件周?chē)蚪佑|面有灰塵、污垢，導(dǎo)致響應(yīng)時(shí)間滯后；為了制動(dòng)器更好地散熱，通常將其外露，灰塵沉積過(guò)厚；或織機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間工作后，溫升過(guò)高，制動(dòng)磁軛中的熱保護(hù)溫度繼電器無(wú)法及時(shí)采集到溫度過(guò)高的信號(hào)，出現(xiàn)織機(jī)報(bào)警燈常亮，仍無(wú)法制動(dòng)的問(wèn)題。

h) 主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速過(guò)高、負(fù)載過(guò)大，制動(dòng)器出現(xiàn)打滑、造成剎車(chē)角度錯(cuò)誤；正常剎車(chē)角度(制動(dòng)器接收到瞬時(shí)高壓信號(hào)后到最終停車(chē)的滑移角度)應(yīng)為120°。

電磁制動(dòng)器制動(dòng)指標(biāo)曲線，即制動(dòng)力矩與響應(yīng)時(shí)間的關(guān)系，如圖1所示。其中，M2≥600 N·m，t2≤200 ms，t2-t1≤150 ms。

圖1 電磁制動(dòng)器制動(dòng)指標(biāo)曲線

2.1.2準(zhǔn)確制動(dòng)的措施

為了準(zhǔn)確制動(dòng)，根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可采用“一測(cè)量、二查看、三拆卸” 的排除法來(lái)處理。

2.1.2.1測(cè)量

檢測(cè)制動(dòng)磁軛的接線是否接觸牢靠，使用萬(wàn)用表測(cè)量制動(dòng)磁軛的阻值是否正確，測(cè)量熱保護(hù)溫度繼電器是否有阻值，用兆歐表測(cè)量制動(dòng)磁軛的絕緣值以檢測(cè)其絕緣性，用細(xì)小的薄鐵片測(cè)量制動(dòng)磁軛是否存在剩磁問(wèn)題，從而排除制動(dòng)磁軛自身原因。

2.1.2.2查看

查看制動(dòng)磁軛一周是否存在灰塵過(guò)厚的問(wèn)題；用塞尺查看制動(dòng)磁軛與銜鐵組件的間隙是否為0.3 mm～0.5 mm、間隙是否均勻，是否因間隙的變化導(dǎo)致摩擦因數(shù)降低、摩擦力減小，調(diào)整為標(biāo)準(zhǔn)間隙可排除制動(dòng)磁軛與銜鐵組件間隙不勻?qū)е轮苿?dòng)失效的問(wèn)題；查看固定銜鐵組件的高強(qiáng)度螺釘是否松動(dòng)，無(wú)松動(dòng)則排除銜鐵組件有微量位移導(dǎo)致剎車(chē)不到位的原因。

2.1.2.3拆卸

拆卸從動(dòng)輪上的銜鐵組件，拆下制動(dòng)磁軛，檢查制動(dòng)磁軛表面的摩擦材料，查看摩擦片是否變形、表面碳化且變得光滑等問(wèn)題；摩擦材料性能直接影響制動(dòng)效果，若摩擦因數(shù)變小則摩擦力減小，會(huì)導(dǎo)致剎車(chē)角度變大、剎車(chē)不到位。

2.2啟動(dòng)過(guò)程中故障分析

噴氣織機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，常見(jiàn)的問(wèn)題是織機(jī)一直處于報(bào)警狀態(tài)無(wú)法開(kāi)機(jī)，其原因主要是制動(dòng)器斷電后，制動(dòng)磁軛無(wú)法與銜鐵組件脫開(kāi)所致，以致于織機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)，一直報(bào)警無(wú)法開(kāi)機(jī)。要解決上述問(wèn)題，須檢查以下幾個(gè)方面。

a) 檢查電控單元接觸器，查看接觸器是否靈敏，是否需要更換。

b) 檢查制動(dòng)器斷電后制動(dòng)磁軛中是否存在剩磁問(wèn)題，若有則給制動(dòng)磁軛并聯(lián)一個(gè)反向二極管和一個(gè)震蕩電容，并在二極管兩端加一個(gè)阻值為制動(dòng)磁軛阻值5倍的衰減電阻，通過(guò)反向電動(dòng)勢(shì)給制動(dòng)磁軛放電3～5次。

c) 檢查制動(dòng)磁軛的熱保護(hù)溫度繼電器接觸觸點(diǎn)，因其在長(zhǎng)期使用后間隙可能變小，未到達(dá)臨界溫度時(shí)，接觸器可能接通，使制動(dòng)器處于通電狀態(tài)，導(dǎo)致織機(jī)一直剎車(chē)，從而無(wú)法開(kāi)機(jī)。解決措施：給熱保護(hù)溫度繼電器兩端多次加電，重復(fù)接通和斷開(kāi)動(dòng)作，使得接觸器動(dòng)作復(fù)位后再正常接入電控單元。

d) 檢查銜鐵組件中彈性形變的板簧是否有疲勞斷裂問(wèn)題，若板簧斷裂則回彈力變小，無(wú)法將從動(dòng)輪脫開(kāi)，需更換。

e) 檢查固定制動(dòng)磁軛和銜鐵組件的四個(gè)緊固螺母是否有松動(dòng)問(wèn)題，若螺母松動(dòng)會(huì)造成制動(dòng)間隙變小，板簧回彈力不同，導(dǎo)致不易脫開(kāi)。

f) 檢查銜鐵組件中銜鐵與板簧之間是否有安裝工遺留的細(xì)小鐵屑，若銜鐵與板簧間透光則說(shuō)明板簧不平整，夾有異物需要清理。

3 預(yù)防措施

以常用的W02-5系列電磁制動(dòng)器為例，通常檢查以下幾點(diǎn)。

3.1控制好主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速

當(dāng)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速低于600 r/min時(shí)，制動(dòng)器能達(dá)到最佳工作狀態(tài)；當(dāng)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為800 r/min時(shí)，制動(dòng)器會(huì)出現(xiàn)打滑問(wèn)題，導(dǎo)致響應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)；當(dāng)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為900 r/min時(shí)，制動(dòng)器會(huì)在響應(yīng)瞬間產(chǎn)生火花、發(fā)出吱吱響聲，且磨損嚴(yán)重而大幅縮短了制動(dòng)器的使用壽命。

在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)織物的幅寬要求，選擇合適的、符合力矩要求的制動(dòng)器，避免負(fù)載過(guò)大、剎車(chē)角度不正確。

3.2控制工作環(huán)境溫度

當(dāng)外界溫度持續(xù)在40 ℃～50 ℃時(shí)，將因無(wú)法產(chǎn)生最佳勵(lì)磁效果而導(dǎo)致剎車(chē)失靈；當(dāng)工作環(huán)境溫度高于100 ℃時(shí)，制動(dòng)器會(huì)因溫度過(guò)高而燒毀。

3.3搞好除塵工作

每隔3個(gè)月都要對(duì)制動(dòng)器周?chē)M(jìn)行一次徹底的除塵，以防止溫度過(guò)高、制動(dòng)器中的溫度繼電器反應(yīng)遲緩，造成其它電器元件損壞。

4 結(jié)語(yǔ)

4.1噴氣織機(jī)電磁制動(dòng)器具有結(jié)構(gòu)緊湊、噪聲小、工作頻率高，制動(dòng)迅速可靠、平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，是一種理想的自動(dòng)化執(zhí)行元件；因?qū)儆诟墒絾纹Σ林苿?dòng)器，制動(dòng)力的大小直接影響剎車(chē)效果。

4.2噴氣織機(jī)停車(chē)過(guò)程易出現(xiàn)的問(wèn)題是停機(jī)時(shí)剎車(chē)角度不正確，響應(yīng)速度慢，不能及時(shí)停車(chē)，從而使織機(jī)打緯錯(cuò)誤，出現(xiàn)疵布。這是由于制動(dòng)力矩變小或控制信號(hào)錯(cuò)誤造成制動(dòng)器不能及時(shí)制動(dòng)所致，可采用“一測(cè)量、二查看、三拆卸”的方法予以解決。

4.3噴氣織機(jī)啟動(dòng)過(guò)程易出現(xiàn)織機(jī)一直處于報(bào)警狀態(tài)而無(wú)法開(kāi)機(jī)的問(wèn)題，是因制動(dòng)器斷電后制動(dòng)磁軛無(wú)法與銜鐵組件脫開(kāi)所致。

4.4要使電磁制動(dòng)器工作狀態(tài)良好，須控制好主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和工作環(huán)境的溫度，并搞好除塵工作。

多年來(lái)，電磁制動(dòng)器作為紡織行業(yè)輔助剎車(chē)的自動(dòng)化元件已被認(rèn)可，在配合設(shè)備技術(shù)進(jìn)步中發(fā)揮了積極作用，尤其在噴氣織機(jī)幅面加寬、車(chē)速提高的過(guò)程中起到了關(guān)鍵作用。

參考文獻(xiàn)：

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