喷气织机电磁制动器故障及预防

崔宏涛

(国营万山机电厂，陕西 汉中 723102)

1 电磁制动器结构和工作原理

1.1结构

电磁制动器利用电磁感应原理进行摩擦式制动刹车，由制动磁轭和衔铁组件组成。一般衔铁组件安装在从动轴上，制动磁轭安装在固定件上，当主动轴旋转后，通过同步带或皮带轮带动从动轮旋转工作，停车时制动磁轭通电使其产生励磁，制动磁轭吸合衔铁组件而使从动轴停止转动，达到停车制动的目的[1]。这种电磁制动器结构紧凑、噪声小、工作频率高、制动迅速可靠、平稳，是一种理想的自动化执行元件[2]。在设备突然超载的情况下，能有效保护设备的电器部件，并在织机频繁启动、停止的过程中有效消除开机痕迹，保障单元坯布的质量。

1.2工作原理

电磁制动器工作原理：电机通电后，其输出端(主动轮)将动力通过同步带带动从动轮同步旋转，使设备运转并实现正常生产。当设备需点动或暂停工作时，给制动磁轭通电，使其产生励磁吸合衔铁组件；衔铁组件通过板簧使从动轴停止转动，实现设备停止工作。当切断电磁制动器的电源时，电磁力消失，衔铁组件在板簧的弹力作用下脱离制动磁轭，制动力矩消失，喷气织机启动，设备正常运转。

2 电磁制动器性能和故障分析

喷气织机电磁制动器属于干式单片摩擦制动器，制动力直接影响刹车效果。以幅宽为2.3 m喷气织机上常用的W02-5系列电磁制动器为例，其电磁制动器的制动磁轭一般由双励磁线圈和一个热保护温度继电器组成，工作时的额定电压为DC 24 V，单个线圈的电阻值为5 Ω～6 Ω。当织机点动或暂停工作时，电控系统立即给制动磁轭通电，制动磁轭先获得DC 110 V 的瞬时高压，此时制动磁轭中两个励磁线圈立即同时产生强大励磁，使制动磁轭摩擦吸合衔铁组件；衔铁组件通过板簧形变阻止从动轴转动，200 ms后，织机电控单元再给励磁线圈DC 24 V的保持电压，此时制动磁轭中单个励磁线圈工作，从动轴彻底停止旋转、喷气织机停止工作[3]。

2.1停车故障分析

2.1.1故障原因

喷气织机易出现停机时刹车角度不对、响应速度慢和不能及时停车的问题，从而使织机打纬错误，导致出现疵布。经分析，主要是制动力矩变小或控制信号错误造成制动器不能及时制动所致。

a) 制动磁轭中励磁线圈的控制信号电压低于DC 24 V或励磁线圈有损坏(不导通或不绝缘)，使制动磁轭功率(P=U2/R)减小，制动力矩变小。

b) 制动磁轭与衔铁组件的间隙过大或者结合面不良，导致制动磁轭摩擦吸合衔铁组件时处在半接触状态，使摩擦面积减小，制动力变小。

c) 同步带使用时间过长而磨损，造成响应时间滞后，刹车角度错误。

d) 固定衔铁组件的螺钉松动使衔铁组件有微量位移，造成响应时间滞后，刹车角度错误。

e) 制动磁轭中存在剩磁，造成响应时间滞后，刹车角度错误。

f) 控制信号中200 ms瞬时高压的响应时间不对，造成响应时间滞后，刹车角度错误。

g) 制动磁轭与衔铁组件周围或接触面有灰尘、污垢，导致响应时间滞后；为了制动器更好地散热，通常将其外露，灰尘沉积过厚；或织机在长时间工作后，温升过高，制动磁轭中的热保护温度继电器无法及时采集到温度过高的信号，出现织机报警灯常亮，仍无法制动的问题。

h) 主动轴的转速过高、负载过大，制动器出现打滑、造成刹车角度错误；正常刹车角度(制动器接收到瞬时高压信号后到最终停车的滑移角度)应为120°。

电磁制动器制动指标曲线，即制动力矩与响应时间的关系，如图1所示。其中，M2≥600 N·m，t2≤200 ms，t2-t1≤150 ms。

图1 电磁制动器制动指标曲线

2.1.2准确制动的措施

为了准确制动，根据多年的实践经验可采用“一测量、二查看、三拆卸” 的排除法来处理。

2.1.2.1测量

检测制动磁轭的接线是否接触牢靠，使用万用表测量制动磁轭的阻值是否正确，测量热保护温度继电器是否有阻值，用兆欧表测量制动磁轭的绝缘值以检测其绝缘性，用细小的薄铁片测量制动磁轭是否存在剩磁问题，从而排除制动磁轭自身原因。

2.1.2.2查看

查看制动磁轭一周是否存在灰尘过厚的问题；用塞尺查看制动磁轭与衔铁组件的间隙是否为0.3 mm～0.5 mm、间隙是否均匀，是否因间隙的变化导致摩擦因数降低、摩擦力减小，调整为标准间隙可排除制动磁轭与衔铁组件间隙不匀导致制动失效的问题；查看固定衔铁组件的高强度螺钉是否松动，无松动则排除衔铁组件有微量位移导致刹车不到位的原因。

2.1.2.3拆卸

拆卸从动轮上的衔铁组件，拆下制动磁轭，检查制动磁轭表面的摩擦材料，查看摩擦片是否变形、表面碳化且变得光滑等问题；摩擦材料性能直接影响制动效果，若摩擦因数变小则摩擦力减小，会导致刹车角度变大、刹车不到位。

2.2启动过程中故障分析

喷气织机启动过程中，常见的问题是织机一直处于报警状态无法开机，其原因主要是制动器断电后，制动磁轭无法与衔铁组件脱开所致，以致于织机处于制动状态，一直报警无法开机。要解决上述问题，须检查以下几个方面。

a) 检查电控单元接触器，查看接触器是否灵敏，是否需要更换。

b) 检查制动器断电后制动磁轭中是否存在剩磁问题，若有则给制动磁轭并联一个反向二极管和一个震荡电容，并在二极管两端加一个阻值为制动磁轭阻值5倍的衰减电阻，通过反向电动势给制动磁轭放电3～5次。

c) 检查制动磁轭的热保护温度继电器接触触点，因其在长期使用后间隙可能变小，未到达临界温度时，接触器可能接通，使制动器处于通电状态，导致织机一直刹车，从而无法开机。解决措施：给热保护温度继电器两端多次加电，重复接通和断开动作，使得接触器动作复位后再正常接入电控单元。

d) 检查衔铁组件中弹性形变的板簧是否有疲劳断裂问题，若板簧断裂则回弹力变小，无法将从动轮脱开，需更换。

e) 检查固定制动磁轭和衔铁组件的四个紧固螺母是否有松动问题，若螺母松动会造成制动间隙变小，板簧回弹力不同，导致不易脱开。

f) 检查衔铁组件中衔铁与板簧之间是否有安装工遗留的细小铁屑，若衔铁与板簧间透光则说明板簧不平整，夹有异物需要清理。

3 预防措施

以常用的W02-5系列电磁制动器为例，通常检查以下几点。

3.1控制好主动轴转速

当主动轴转速低于600 r/min时，制动器能达到最佳工作状态；当主动轴转速为800 r/min时，制动器会出现打滑问题，导致响应时间延长；当主动轴转速为900 r/min时，制动器会在响应瞬间产生火花、发出吱吱响声，且磨损严重而大幅缩短了制动器的使用寿命。

在实际生产中应根据织物的幅宽要求，选择合适的、符合力矩要求的制动器，避免负载过大、刹车角度不正确。

3.2控制工作环境温度

当外界温度持续在40 ℃～50 ℃时，将因无法产生最佳励磁效果而导致刹车失灵；当工作环境温度高于100 ℃时，制动器会因温度过高而烧毁。

3.3搞好除尘工作

每隔3个月都要对制动器周围进行一次彻底的除尘，以防止温度过高、制动器中的温度继电器反应迟缓，造成其它电器元件损坏。

4 结语

4.1喷气织机电磁制动器具有结构紧凑、噪声小、工作频率高，制动迅速可靠、平稳等优点，是一种理想的自动化执行元件；因属于干式单片摩擦制动器，制动力的大小直接影响刹车效果。

4.2喷气织机停车过程易出现的问题是停机时刹车角度不正确，响应速度慢，不能及时停车，从而使织机打纬错误，出现疵布。这是由于制动力矩变小或控制信号错误造成制动器不能及时制动所致，可采用“一测量、二查看、三拆卸”的方法予以解决。

4.3喷气织机启动过程易出现织机一直处于报警状态而无法开机的问题，是因制动器断电后制动磁轭无法与衔铁组件脱开所致。

4.4要使电磁制动器工作状态良好，须控制好主动轴转速和工作环境的温度，并搞好除尘工作。

多年来，电磁制动器作为纺织行业辅助刹车的自动化元件已被认可，在配合设备技术进步中发挥了积极作用，尤其在喷气织机幅面加宽、车速提高的过程中起到了关键作用。

参考文献：

[1] 侯永涛，周孔亢.电磁制动器装配系统的设计与实现[J].工程图学学报，2008(2)：61-66.

[2] 卢志刚，杨国良，吴杰，等.电磁制动器类的控制电路设计和应用[J].电力电子技术，2007，41(1)：110-111.

[3] 孙永强.电磁离合器在无梭织机中的应用[J].纺织机械，2003(6)：28-29.