挠性剑杆织机用电磁离合制动器的应用

马晓龙，王 利

(1.陕西航空职业技术学院，陕西 汉中 723102；2.陕西省纺织科学研究院，西安 710038)

0 引言

电磁离合制动器由传动和制动机构组成，其机件为离合磁轭、转子、衔铁组件和制动磁轭，传动和制动方式为摩擦式，通常安装在主动轴与从动轴间。当主动轴旋转，则离合磁轭通电，使转子产生励磁，转子吸合衔铁组件。衔铁组件带动从动轴与主动轴同步旋转，达到传递力矩的目的；当离合磁轭断电后，转子和衔铁组件脱离，给制动磁轭通电使其产生励磁,制动磁轭吸合衔铁组件使从动轴停止旋转。应用此种电磁离合制动器，当设备负载突然超载时能够有效地保护电机和变速箱部件；并可在织机频繁启停过程中有效地消除开机痕迹，提高织物质量。

1 W03-18型电磁离合制动器的机构和原理

1.1 机构

W03-18型电磁离合制动器是一种带双衔铁的迅速响应的电磁离合制动器，是将单衔铁电磁离合制动器变换为双衔铁制成，用以控制设备的运行和停止；其特殊的双衔铁机构，使设备在频繁启动和停止时更加迅捷。W03-18型电磁离合制动器的结构如图1所示。

1—离合磁轭；2—转子；3—离合衔铁；4—制动衔铁；5—制动磁轭；6—板簧；7—涨紧套；8—轴B；9—轴A。图1 W03-18型电磁离合制动器结构示意

1.2 原理

W03-18型电磁离合制动器的工作原理是：主动轴A旋转，离合磁轭通电，转子产生励磁，吸合离合衔铁，衔铁组件通过板簧和涨紧套带动从动轴B同步旋转，从而达到传递力矩、使设备运转。若要设备点动、暂停或长时间停止工作，首先要给离合磁轭断电，使转子失去励磁，衔铁组件在板簧的作用下和转子脱离，紧接着给制动磁轭通电产生励磁、吸合制动衔铁，制动衔铁通过板簧和涨紧套使从动轴B停止旋转，织机停止工作。

2 W03-18型电磁离合制动器的设计特点

W03-18型电磁离合制动器作为一款高档挠性剑杆织机的装备部件，设计人员为满足其技术参数，从原材料选择、机构装配和制造工艺都做出了与普通电磁离合制动器不同的设计方案。

2.1 原材料选择

首先，W03-18型电磁离合制动器的离合磁轭、转子、衔铁以及制动磁轭都选用DT4型电工纯铁，既提高了磁通率，又提高了电磁力。

其次，W03-18型电磁离合制动器均选用耐高温电磁线，提高电磁离合制动器的耐热性以延长其使用寿命。

最后，W03-18型电磁离合制动器选用的摩擦片摩擦因数为0.38，以提高其摩擦力。

2.2 机构装配特点

2.2.1转子和离合磁轭分别单独安装，为后期维修提供了方便，也使散热效果更好。

2.2.2选用双衔铁既延长了电磁离合器的使用寿命，又减小了板簧大幅形变对响应速度的影响、提高了响应速度。

2.2.3选用双板簧既延长了电磁离合器板簧的使用寿命，又提高了电磁离合制动器的响应速度。

2.2.4通过涨紧套传递力矩给从动轴，既提高了其制动器传递力矩的同步性和准确性，又使其响应更迅速准确。

2.2.5应安装在有观察孔和除尘盒的防尘壳体中。

2.2.6采用双磁路设计，使同等尺寸条件下的扭矩大为提高。

2.2.7衔铁组件组装采用高强度自锁螺母和12.9级高强度螺钉，保障在大力矩工作状态下衔铁组件不会产生机械性位移。

2.3 制造工艺优势

W03-18型电磁离合制动器的离合磁轭、转子、制动磁轭、涨紧盘均采用锻件，离合线圈和制动线圈成型均采用了浸漆工艺和黄蜡稠包裹的方法，以确保线圈不变形、不短路，降低了线圈故障率。特有的双衔铁表面均采用磨交叉纹和氮化工艺处理，提高了产品摩擦力，延长了产品使用寿命；在使用过程中能有效防止衔铁与转子摩擦面、制动磁轭摩擦面发生粘连，其制动磁轭摩擦面的内圈钢面低于摩擦面0.15 mm、外圈钢面低于摩擦面0.10 mm，有效地防止摩擦面互相粘连、提高制动器的摩擦力[1]。

3 W03-18型电磁离合制动器的安装与调试

3.1 安装

3.1.1安装前，首先要清洁电磁离合制动器的摩擦面，保证摩擦面无油污及杂物；安装时，应轴向固定，保持轴A，B的同轴度为9级，衔铁组件端面跳动不应大于0.15 mm。

安装顺序：轴B→制动器基座→制动磁轭→衔铁组件→离合器安装壳体→离合磁轭→轴A→转子。

3.1.2安装制动器时应先将轴B安装在织机墙板上，再根据织机墙板定位基台安装制动器基座，并在基座上安装制动磁轭，用螺钉准确固定位置；安装衔铁组件时应用0.30 mm隔片在制动磁轭摩擦面分3点位置放置，轻推衔铁组件与制动磁轭摩擦面贴近，固定涨紧套位置后取出所用隔片。

3.1.3安装离合器时先将离合磁轭安装在离合器安装壳体中并用螺钉紧固，再安装轴A于离合磁轭中，将转子固定在轴A端面并压紧轴A端面、使轴A准确到位，确保离合磁轭端面和转子里端面的间隙保持为0.05 mm～0.12 mm。

3.1.4整体安装时应将安装好的离合器与制动器组合，并通过离合器安装壳体的观察孔调整转子端面与衔铁端面的间隙为0.30 mm～0.50 mm，再用螺钉和调整垫片组合固定离合器安装壳体和制动器基座。

安装完成的W03-18型电磁离合制动器总装图见图2。

1—轴A；2—轴B。图2 W03-18型电磁离合制动器总装示意

3.2 调试

W03-18型电磁离合制动器一般为边安装边调试，最后做整体运转的调试。

3.2.1当制动器安装完成后要多次给制动磁轭通电、点动制动器，随后测试衔铁摩擦面和制动磁轭摩擦面的间隙为0.30 mm～0.50 mm即可[2]。

3.2.2安装调试离合器时应在转子上放置与衔铁形状及大小相同的铁板，给离合磁轭通电以使转子自由转动，转子转动无卡涩感即可。

3.2.3静态调试在离合器和制动器安装完成后进行，应间断依次给离合磁轭和制动磁轭通电，观察衔铁的静态吸合、分离状态，无卡涩停顿即可。

3.2.4动态调试时用电机使主动轴A转动，给离合磁轭通电时从动轴B能同步转动；给离合磁轭断电后的从动轴B会在惯性作用下继续转动，而当给制动磁轭通电时从动轴B则能立即停止转动。

4 W03-18型电磁离合制动器的性能

4.1 优点

为了对W03-18型电磁离合制动器的性能做出正确评价，首先应用W03-18型电磁离合制动器与同尺寸的普通电磁离合制动器相比较，其扭矩比普通离合制动器增大30%；其次，由于W03-18型电磁离合制动器采用双衔铁、双板簧，其使用寿命比普通离合制动器要长；再次，双磁路设计使其响应速度明显快于普通离合制动器。

4.2 缺点

W03-18型电磁离合制动器不适于主动轴的高转速。当主动轴的转速不大于600 r/min时，离合制动器能达到最佳工作状态；而当主动轴的转速为800 r/min～1000 r/min时，离合制动器就会打滑，导致响应时间延长；当主动轴转速为1800 r/min时，离合制动器就会在响应瞬间产生火花，且磨损严重以致大幅缩短离合制动器的使用寿命。

5 W03-18型电磁离合制动器的保养与维修

5.1 使用条件

W03-18型电磁离合制动器的使用条件如下：① 海拔高度不应大于2 km；② 适应环境温度可为-5 ℃～+40 ℃；③ 周围介质中应无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电尘埃，供电电压波动不应超过额定电压的+5%和-15%[3]。

5.2 安装前的保养检查

W03-18型电磁离合制动器的保养检查应做到：① 检查离合磁轭和制动磁轭引线有无破损，以防漏电；② 摩擦片表面和衔铁表面应无油污，油污应用干棉纱清洁干净；③ 检查其工作电压波动范围为+10%～-18%。

5.3 日常运行中的保养

W03-18型电磁离合制动器日常运行中的保养应做到：① 定期检查电磁离合制动器气隙，保证正常工作气隙值为0.30 mm～0.80 mm；② 定期检查电磁离合制动器涨紧套有无松动；③ 定期清理电磁离合制动器壳体内的粉尘。

5.4 故障排除

W03-18型电磁离合制动器的故障排除应做到：① 电磁离合制动器不启动，应检查电源；② 电磁离合制动器不启动且壳体迅速发热，很可能因气隙调整不到位导致，应调整气隙；③ 启动后电磁离合器制动器有刺耳的噪声时，应检查安装螺钉，松动时应拧紧；④ 启动后电磁离合制动器转子与衔铁旋转不同步，可能是主动轴和从动轴不同轴导致，应检查同轴度。

6 W03-18型电磁离合制动器在挠性剑杆织机上的应用效果

当剑杆织机转速为200 r/min～300 r/min时，普通电磁离合制动器作为自动化执行元件尚能满足要求；随着高速挠性剑杆织机研制成功，普通电磁离合制动器已不能满足其技术要求，而W03-18型电磁离合制动器在高档挠性剑杆织机上的应用不但满足其要求，而且还满足随主机衍生的高档挠性剑杆商标机的技术要求[4]。如某纺机制造企业在2019年将原低速用电磁离合制动器用在高档剑杆织机上，始终不能达到预期技术效果；另一家纺机制造企业同时研制的高档挠性剑杆织机上采用W03-18型电磁离合制动器，产品获得巨大成功并已形成了年产销该织机上千台、销售收入上亿元的规模效应。

在实际使用中，装配W03-18型电磁离合制动器的挠性剑杆织机生产效率明显高于其他织机，如某纺企一个车间的60台GA741型织机(未配备W03-18型电磁离合制动器)，另一车间有20台W818型织机(配备W03-18型电磁离合制动器)，两个车间织机数量差异很大，但每天织布量几乎相同。

7 结语

挠性剑杆织机用电磁离合制动器作为一种传动和制动一体的自动化装置，已被广大纺织技术人员认同，为提高织机的自动化发挥积极效果。为了在挠性剑杆织机生产中减少电机的频繁启动，当利用W03-18型先进的电磁离合器时能实现快速启动、电磁制动器实现主机快速制动、停止。设计人员认识到选用优异的电磁离合制动器不仅能实现理想的技术指标，而且还会因电磁离合制动器良好的性能而创造出可观的经济效益。