Тормозные электромагниты: Тормозные электромагниты | БЛОГ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА

Содержание

Тормозные электромагниты и электрогидравлические толкатели электрических кранов


Категория:

   Мостовые электрические краны


Публикация:

   Тормозные электромагниты и электрогидравлические толкатели электрических кранов


Читать далее:

   Конечные выключатели электрических кранов

Тормозные электромагниты и электрогидравлические толкатели электрических кранов

Для управления механическим тормозом служит электромагнит, разжимающий колодки и освобождающий тормозной шкив при прохождении тока через обмотку магнита. При отключении электромагнита от сети отпадает его якорь и происходит затормаживание под действием груза или пружины. При любом отключении электродвигателя, как аварийного, так и преднамеренного, колодки или лента тормоза автоматически приходят в действие. Тормоз также приходит в действие и в случае срабатывания конечных выключателей при переходе крайних положений.

В зависимости от рода тока тормозные электромагниты изготовляются следующих типов:
1) переменного трехфазного тока — тип КМТ;
2) переменного однофазного тока — тип МО;
3) постоянного тока — тип КМП, ВМ, МП и А.

Тормозные электромагниты изготовляются короткоходовыми и длинноходовыми.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Ходом электромагнита называется расстояние, на которое перемещается подвижная часть электромагнита при включении и отключении тока. Величина хода у разных электромагнитов колеблется в пределах от 10 до 150 мм.

При установке электромагнитов стремятся использовать неполный ход магнита, чтобы оставался запас не менее 10% в нижнем положении якоря для возможности его опускания по мере срабатывания колодок.

Тормозные электромагниты постоянного тока изготовляются для параллельного или последовательного соединения с электродвигателем. Электромагнит постоянного тока типа КМП (рис. 1) представляет собою стальной или чугунный цилиндр, внутри которого помещена катушка и подвижный якорь из мягкой стали. На нижней части корпуса имеются лапы для крепления к механической части тормоза. Для того чтобы сила тяги в начале и в конце движения якоря была равномерной, сердечник магнита и противолежащий ему упор на крышке делают конической формы.

Рис. 1. Тормозной электромагнит постоянного тока типа КМП:
1 — корпус; 2 — катушка; 3 —направляющая немагнитная втулка; 4 — подвижной якорь; 5 — винт успокоителя (буфера)

Сердечник свободно скользит в направляющей втулке из немагнитного металла. Для смягчения ударов служит воздушный буфер. Ток подводится к клеммной коробке в нижней части корпуса.

Катушки электромагнитов параллельного включения делаются из тонкой изолированной проволоки с большим числом витков и обладают большой индуктивностью. Поэтому к зажимам такого электромагнита подключается гасящее или разрядное сопротивление, предназначенное для ( снижения величины перенапряжений, возникающих при его отключении.

Электромагниты последовательного включения не требуют разрядного сопротивления, они имеют катушку из толстой проволоки с малым числом витков. По конструкции они не отличаются от электромагнитов параллельного включения. Эти электромагниты имеют один существенный недостаток, ограничивающий их применение: изменение тока двигателя при подъеме различных грузов влечет за собой изменение и втягивающего усилия.

В связи с этим, они регулируются на срабатывание при самом малом токе двигателя. Номинальное тяговое усилие магнитов параллельного включения гарантируется при падении напряжения до 10%.

Тормозные электромагниты переменного тока типа КМТ являются длинноходовыми и применяются для грузовых тормозов.

Магнитопровод трехфазного магнита похож на сердечник трехфазного трансформатора. Он набирается из листов трансформаторного железа для уменьшения потерь от вихревых токов. Верхняя часть магнитопровода неподвижна, укреплена на корпусе, а нижняя может двигаться и во включенном состоянии плотно прижимается к верхней (рис. 2). Чугунный корпус состоит из двух частей, соединенных между собой болтами. На верхней части сердечника укреплены три катушки. Выводы катушек подводятся к клеммному щитку, установленном на боковой стенке корпуса. Сердечник может свободно перемещаться в вертикальном направлении; при своем движении он давит на шток находящегося внутри цилиндра плотно пригнанного к нему поршня. В свою очередь, поршень при своем движении сжимает воздух в цилиндре, что смягчает удары при включении и отключении магнита.

Рис. 2. Тормозной электромагнит трехфазного тока типа КМТ:
1 — регулировочный винт буфера; 2 — подвижная часть; 3 — клеммная коробка; 4 — катушки; 5 — цилиндр воздушного буфера; 6 — поршень буфера

Регулировка работы воздушного буфера производится винтом изменяющим при завинчивании сечение воздушного канала, соединяющего полости над поршнем и под. поршнем. Для сцеплений штока магнита с механическими деталями тормоза в нем сделано два отверстия,, расположенных под углом 90° относительно друг друга.

При втягивании подвижной части сердечника в ее крайнем положении зазор между подвижной и неподвижной частями должен отсутствовать. Попадание грязи и пыли на торцовые части сердечника ведет к образованию зазора, сердечник плотно не смыкается, вследствие чего ток резко возрастает и катушки будут перегреваться, что может привести к их перегоранию.

Тормозные электромагниты однофазного переменного тока типа МО имеют одну катушку, насаженную на неподвижную часть магнитопро-вода (рис. 3). Подвижная часть отжимается от неподвижной специальной пружиной. При включении катушки возбуждается магнитный поток, подвижная часть притягивается к неподвижной, преодолевая силу пружины, и нажимает на шток тормоза.

При отключении тока подвижная часть отходит от неподвижной под действием пружины, тормоз закрывается и механизм затормаживается.

Для устранения вибрации в магнитах типа МО применяют успокоитель в виде короткозамкнутого витка или кольца из толстой медной проволоки, вставленного в пазы подвижной части магнитопровода. Под действием переменного магнитного потока в этом витке индуктируется своя Электродвижущая сила и возникает довольно значительный ток, протекающий по короткозамкну тому витку. Благодаря его наличию электромагнит работает спокойно, без шума. При разрыве короткозамкнутого витка тормозной магнит будет сильно гудеть. Иногда неопытные крановщики или монтеры при ремонте снимают короткозамкнутый виток, как «лишнюю» деталь, что совершенно недопустимо.

Рис. 3. Тормозной электромагнит однофазного тока

(Пунктиром показано положение электромагнита в отключенном состоянии).

При тяжелом и весьма тяжелом режимах работы применение электромагнитов типа МО нежелательно ввиду их быстрого износа. В этих случаях устанавливают магниты постоянного тока типа МП и А, питаемые от выпрямителя.

У всех электромагнитов постоянного и переменного тока имеется существенный недостаток: в начале движения якоря, когда требуется наибольшее усилие, магниты дают наименьшее усилие, а в конце хода, когда требуется уменьшение усилия для ослабления удара, магнит развивает наибольшую силу.

У тормозных электромагнитов переменного тока могут сгореть катушки, если магнит включен, а сердечник не замкнулся по какой-либо причине (например, вследствие перекоса или заклинивания, а также при попадании грязи на поверхности ярма и сердечника). Ток при незамкнутом сердечнике будет в несколько раз больше, чем при замкнутом.

В настоящее время все большее распространение на кранах с тяжелым и весьма тяжелым режимом работы получают распространение электрогидравлические толкатели, обладающие большей надежностью, чем электромагниты.

Кроме плавного торможения они позволяют регулировать скорость крановых механизмов. Для этого двигатели толкателей подключают к ротору приводного двигателя, который питает толкатель током пониженной частоты, и поэтому толкатель развивает неполное число оборотов, вследствие чего тормоз открывается неполностью, механизм лишь притормаживается.

На рис. 4 приведен разрез электрогидравлического толкателя. Электрогидравлический толкатель состоит из двигателя и гидравлического насоса, расположенного в корпусе, в нижней части которого имеется поддон. Внутри корпуса насоса помещается золотник, крыльчатка насоса и поршень, с которым скреплен шток, выходящий наружу из корпуса через специальные сальники.

Рис. 4. Гидравлический толкатель

При подаче напряжения на двигатель вращается вал. Крыльчатка насоса, вращаясь, создает избыточное давление в золотниковой коробке, вследствие чего золотник поднимается и открывает доступ рабочей жидкости.

Рабочая жидкость перекачивается из пространства над поршнем под него и поднимает поршень вверх.

При отключении двигателя насос останавливается, поршень под действием внешней нагрузки и собственного веса опускается вниз и жидкость вытекает в верхнюю часть цилиндра.

Когда поршень придет в крайнее нижнее положение, возвратная пружина опустит золотник вниз и закроет золотниковое отверстие.

Ход поршня вверх, а следовательно, и время работы электро-гидротолкателя при подъеме тормозных колодок регулируется шпилькой, которая ограничивает ход крестовины вверх. Золотники вследствие этого неполностью открывают отверстия, и движение штоков замедляется.

Ход поршня вниз регулируется шпилькой с удерживающим кольцевым выступом, также замедляющим движение штока.

Электрогидравлические толкатели допускают до 720 включений в час, время их срабатывания составляет от 0,6 до 1,5 сек, но может быть доведено до 12 сек.

Электрогидравлические толкатели соединяются с тормозной системой так же, как и тормозные электромагниты.

Тормозные электромагниты. Типы тормозных электромагнитов.

Замыкающая сила в современных конструкциях колодочных тормозов создается в большинстве с помощью сжатой пружины. Применение специального замыкающего груза вследствие его значительной инерции, приводящей к увеличению времени замыкания и размыкания тормоза, ограничено. Такие устройства встречаются лишь в некоторых малонагруженных тормозах.

Тормозные электромагниты

В качестве размыкающего устройства (привода рычажной системы тормоза) используются специальные тормозные электромагниты, электрогидравлические и электромеханические толкатели, включаемые параллельно двигателю механизма. Размыкание тормоза происходит одновременно с включением приводного двигателя. При выключении питания двигатель выключается, а тормоз под действием замыкающей силы останавливает механизм.

Типы тормозных электромагнитов

В отечественном подъемно-транспортном машиностроении применяют специально разработанные тормозные крановые электромагниты постоянного тока типа КМП и МП и переменного тока типа КМТ и МО-Б. В тормозах электроталей и некоторых других типов грузоподъемных машин находят применение однофазные электромагниты переменного тока серий МИС-Е и МТ, изготовляемые для нужд станкостроительной промышленности.

Тормозной электромагнит переменного тока типа КМТ

Рис. 1

Для примера на рисунке 1 изображен электромагнит переменного тока типа КМТ, состоящий из стального или чугунного корпуса 1, внутри которого помещаются катушки 2 и Ш-образный якорь 6. Для присоединения якоря магнита к рычажной системе тормоза на конце штока 5, соединенного с якорем, предусмотрено отверстие 4. Питание катушки магнита производится через разъемы клеммовой доски 7. У магнитов больших размеров (КМТ-6 и КМТ-7) в нижней части корпуса расположен воздушный демпфер 8, смягчающий удары при включении и выключении магнита.

Колодочный тормоз ТКТ с приводом от электромагнита МО-Б

Рис. 2

Эти магниты, ранее широко использовавшиеся для привода тормозов подъемно-транспортных машин, в новых конструкциях колодочных тормозов не применяются из-за их недостаточной надежности, но встречаются в конструциях ленточных тормозов.

Для колодочных тормозов применяются главным образом электромагниты типа МП и МО-Б, отличающиеся малым ходом якоря. Они предназначены для установки непосредственно на тормозном рычаге, например, тормозов ТКТ и ТКП (рис. 2). Замыкание тормоза осуществляется основной замыкающей пружиной 5, предварительное сжатие которой для получения необходимой силы замыкания производится гайкой 11 и контргайкой 10. размыкается тормоз электромагнитом 7, укрепленном на тормозном рычаге 6. Якорь электромагнита надавливает на шток 1 тормоза и разводит оба рычага, освобождая тормозной шкив. Между скобой основной пружины и рычагом 3 установлена вспомогательная пружина 4. Эта пружина служит для разведения рычагов тормоза при его размыкании. Для размыкания тормоза при обесточенном электромагните, например с целью замены изношенных фрикционных накладок на колодках используется гайка 9, отводимая по штоку 1 до упора в рычаг 6. Фиксация колодок относительно тормозного рычага, исключающая трение колодок о шкив при разомкнутом тормозе осуществляется штыревыми пружинными фиксаторами 12, заложенными в тело рычагов 3 и 6. Равномерность отхода обеих колодок от шкива достигается установкой винта 8. Восстановление нормального зазора между шкивом и колодкой по мере износа фрикционного материала производится гайкой 2. Конструкции отдельных узлов тормоза показаны на разрезах и сечениях рисунка 2.

Параметры колодочных тормозов при ПВ = 40% с приводом от этих магнитов приведены в таблицах 1 и 2.

Тормоза ТКП с приводом от электромагнита МП

Табл. 1

Электромагнит постоянного тока типа МП (рис. 3, а) состоит из стального корпуса 1, внутри которого на сердечнике 3, составляющем одно целое с корпусом, помещена катушка 4.

Тормоза ТКТ с приводом от электромагнита МО-Б

Табл. 2

В центре сердечника имеется отверстие, в которое вставлена направляющая втулка 9 для штыря 8, соединенного с якорем 6, имеющим форму плоского диска.

Тормозные электромагниты

Рис. 3: а — постоянного тока типа МП; б — переменного тока типа МО-Б

Якорь закрыт снаружи защитной крышкой 5. Между якорем и крышкой расположена амортизационная пружина 7, предохраняющая якорь от выпадания и исключающая удары якоря о крышку магнита. При включении электромагнита якорь 6 притягивается к корпусу и штырь 8, нажимая на шток тормоза 2, производит разведение тормозных рычагов, размыкая тормоз. Ход таких магнитов равен 2-4 мм.

Электромагнит переменного тока типа МО-Б (рис. 3, б) представляет собой клапанный электромагнит, якорь 1 которого, поворачиваясь на оси 3, укрепленной в неподвижных щеках 4, на угол от 5˚30΄ до 7˚30΄, упором 2 надавливает на шток 5 тормоза, производя его размыкание. Катушка электромагнита укреплена на неподвижной части корпуса.

Основными характеристиками тормозных электромагнитов являются тяговая сила и длина хода (для магнитов типа КМП, КМТ и МП) или вращающий момент и угол поворота якоря (для клапанных магнитов типа МО-Б). Ход якоря или угол поворота, указываемые в паспортных данных являются максимально допустимыми величинами, при которых гарантируются указанные тяговая сила или момент. Значения хода якоря или угла поворота даны для определенной продолжительности включения ПВ. В случае большей продолжительности необходимо предусмотреть снижение тяговой силы. В паспорте на электромагниты типа КМП и КМТ тяговая сила магнита указывается без учета веса якоря.

Расчет тормозного электромагнита

Подбор тормозного электромагнита производится на основе равенства величин работы, совершаемой тяговой силой Рм (моментом Мм) магнита на размере его хода hм (угла поворота φ) и работы рабочей силы тормоза S (например, силы нажатия колодки на шкив в колодочном тормозе) на размере хода ε рабочего элемента. При размыкании тормоза якорь электромагнита перемещаясь на размер своего хода, преодолевает силу, замыкающую тормоз. При этом тормозная колодка перемещается на длину ε. Для электромагнитов с поступательным движением якоря при одноколодочном тормозе это равенство имеет вид:

где η — кпд рычажной системы тормоза (для обычных конструкций колодочных тормозов η = 0,9 ÷ 0,95), k — коэффициент использования хода якоря электромагнита, учитывающий необходимость компенсации износа фрикционного материала и шарниров рычажной системы, а также упругую деформацию рычагов для тормозов с жесткими рычагами и малым количеством шарниров k1 = 0,8 ÷ 0,85, для тормозов с большим количеством шарниров и при малой жесткости рычагов k1 = 0,6 ÷ 0,7. Таким образом, 15 ÷ 40% хода электромагнита резервируется для компенсации износа тормозной накладки и деформации рычажной системы.

Для двухколодочных тормозов N — сила нажатия колодки на шкив, ε — установочный зазор между колодкой и шкивом при разомкнутом тормозе. В этом случае уравнение принимает вид:

Для двухколодочных тормозов с электромагнитом клапанного типа уравнение имеет вид:

где φ — максимально допустимый угол поворота якоря. При использовании клапанных электромагнитов учитывают момент собственного веса якоря магнита (приведенный в паспорте), для преодоления которого увеличивают силу пружины, замыкающей тормоз.

К недостаткам тормозных электромагнитов следует отнести сравнительно низкую долговечность. Так, электромагниты МО-100Б и МО-200Б выдерживают около 1,5 включений. Кроме того, у них ограничена частота включений, составляющая для магнитов типа МО-Б 300 1/ч. Включение магнита сопровождается ударом якоря о сердечник, невозможно также регулировать скорость движения якоря, вследствие чего нельзя осуществить плавное изменение тормозного момента в процессе торможения.

Как работает электромагнитный тормоз

Существует два основных типа электромагнитных тормозов. «Power On» (магнитное зацепление) и
«Power Off» (подпружиненное зацепление). Большинство тормозов (охватывающих несколько рынков) работают с постоянным током (DC). 24 В постоянного тока популярны.

При подаче питания генерируется электромагнитное поле. Это поле имеет нормальную силу
, создаваемую силой катушки (магнитным потоком) подобно бесщеточному двигателю постоянного тока. Усилие в случае тормоза «Power Off» должно быть достаточно сильным, чтобы преодолеть усилие пружины.

В случае тормоза с включенным питанием создаваемое усилие должно быть достаточно сильным, чтобы создать усилие зажима, вступающее в контакт с фрикционными поверхностями для создания крутящего момента. В случае зубчатого тормоза достаточно сильное, чтобы создать зажимное усилие, чтобы удерживать поверхности зубьев в зацеплении, создавая крутящий момент.

Что такое электромагнитные тормоза?

Электромагнитные тормоза используют электромагнитные силы для удержания груза на месте. Доступно несколько типов электромагнитных тормозов, каждый из которых работает по одному и тому же принципу подачи электрического тока через электромагнитную катушку для создания магнитного поля с достаточной силой, чтобы сдвинуть якорь с магнитной поверхности или на нее. Тормозная сила создается поверхностью трения.

Пример тормоза с включением питания (с магнитным зацеплением):

  • Зубчатый тормоз с магнитным зацеплением. Этот зубчатый тормоз с магнитным зацеплением предназначен для работы как всухую, так и в масле. Его можно пилотировать либо по внешнему диаметру, либо по отверстию корпуса магнита.

Два распространенных типа тормозов «Power Off» (с пружинным включением) включают как фрикционные тормоза, так и зубчатые тормоза. Хотя они выполняют одну и ту же функцию, они делают это по-разному.

  • Фрикционные тормоза. Фрикционные тормоза используют фрикционные диски для передачи крутящего момента при сжатии, удерживании или остановке груза при отключении питания.
  • Зубчатые тормоза. В пружинных зубчатых тормозах используются пружины, которые заставляют зубья якоря входить в зацепление при отключении тока.

Электромагнитные тормоза

Электромагнитные тормоза предпочтительны в самых разных отраслях промышленности из-за их чистоты, управляемости и безопасности, особенно для различных робототехнических приложений. Электромагнитные тормоза для робототехнических систем служат для остановки движения и приложения удерживающего момента. Некоторые из наиболее распространенных приложений включают в себя:

  • Аэрокосмическая промышленность. Электромагнитные тормоза обеспечивают точное управление беспилотным летательным аппаратом.
  • Сельское хозяйство. Электромагнитные тормоза используются в системах сельскохозяйственной робототехники, таких как роботы-сборщики фруктов и другие сложные автоматизированные технологии.
  • Мед. Электромагнитные тормоза поддерживают крутящий момент для точного управления хирургическими инструментами и сложных трехмерных движений.
  • Военный. Электромагнитные тормоза могут управлять нагрузками в специализированных беспилотных транспортных средствах, таких как роботы-саперы, для точной настройки управления и движения.
  • Нефть и газ. Эта отрасль использует беспилотные аппараты для подводных и подземных операций. Тормоза Power Off обеспечивают контролируемое движение на неровных поверхностях и при удерживании переменных нагрузок.
  • Транспортные средства БПЛА/УВГ. Широкий спектр транспортных средств использует электромагнитные тормоза для управления движением и остановки движения. Автоматизированные и беспилотные транспортные средства полагаются на электромагнитные тормоза, а не на традиционные механические тормоза.

Электромагнитные тормоза От SEPAC

Компания SEPAC специализируется на предоставлении высокоэффективных и надежных решений для электромагнитного торможения, отвечающих широкому спектру требований. Для получения дополнительной информации о предлагаемых нами продуктах свяжитесь со специалистами SEPAC или запросите дополнительную информацию, чтобы начать свой проект.

По SEPAC |

Поиск:

ПОСЛЕДНИЕ СООБЩЕНИЯ
  • Тормозные замки и успешная работа плавников
  • SEPAC сотрудничает с Motiv Space Systems по контракту НАСА на DEEDS
  • How an Electromagnetic Brake Works
  • Automation Trends in the Robotics Industry
  • Permanent Magnet vs. Spring Engaged Brake
Archives:
  • December 2022
  • October 2022
  • October 2021
  • April 2021
  • January 2021
  • Октябрь 2020
  • Июль 2020
  • Июнь 2020
  • Март 2020
  • Февраль 2020
  • Март 2019
  • 9 Сентябрь 20200023
    Categories:
    • Metric Series Brakes
    • Permanent Magnet Brakes
    • Press Release
    • Spring Engaged Brakes
    • Technical Briefs
    • Tooth Clutches
    • Uncategorized

    Let Us Help You On Your Next Project!

    «*» указывает на обязательные поля

    Зачем использовать электромагнитный тормоз с электродвигателем постоянного тока?

    Просмотр категорий новостей
    • Профили приложений
    • Блог
    • Пресс-релизы
    • Белые бумаги

    Назад в отдел новостей

    22 июня 2021 г.

    Louis Mongin

    Электромагнитные тормоза используются в промышленном и медицинском оборудовании для постоянного удержания груза в заданном положении в точке остановки. Тормозной полый вал установлен на валу электродвигателя для компактной интеграции.

    В электромагнитном тормозе катушка с фиксированным полем действует как электромагнит для управления положением якоря, чтобы он либо зацеплялся, либо расцеплялся с конструкцией для создания удерживающего/тормозящего момента. Электромагнитные тормоза доступны в исполнении с включением и выключением питания.

    • При торможении при включении тормоз срабатывает только тогда, когда в катушке возбуждения протекает ток.
    • В тормозе с отключением питания тормоз остается включенным все время, если только в электромагните не протекает ток. Мы можем найти два типа тормоза отключения питания:
      • Постоянный магнит Тормоз с отключением питания: Тормоз с постоянным магнитом предназначен для динамической остановки и удержания движущегося груза, а также для остановки с высокой частотой циклов. Электропитание катушки сводит на нет притяжение постоянного магнита, отпуская тормоз.
      • Пружинные тормоза: Автоматически останавливают и удерживают груз в случае сбоя питания или других аварийных ситуаций. Тормозное усилие создается с помощью пружины сжатия. Полностью динамический фрикционный материал позволяет повторять циклы торможения с полной скорости двигателя без потери крутящего момента. Обычно дополнительное ручное растормаживание позволяет отпускать тормоз вручную.

    Автоматические оконные шторы  — Автоматические оконные шторы могут обеспечить комфорт для пользователей, а также упростить автоматическую регулировку шторы по сравнению с ручным управлением. Тормоз отключения питания позволяет двигателю оставаться в тени при отключении питания. Это гарантирует, что пользователь шторы займет правильное положение шторы даже в случае сбоя питания.

    Соединения роботизированной руки  — Роботизированная рука представляет собой тип механической руки, обычно программируемой, с функциями, аналогичными человеческой руке.