国产大力矩耐磨电磁制动器的研发

马晓龙，王德进，崔宏涛

(国营万山机电厂，陕西 汉中 723102)

国产大力矩耐磨电磁制动器的研发

马晓龙，王德进，崔宏涛

(国营万山机电厂，陕西 汉中 723102)

为了提高喷气织机的工作效率，提高布匹质量，介绍国产大力矩耐磨电磁制动器的研发技术、应用实例和维护方法；从材料、装备、机械加工技术和表面处理技术等方面对电磁制动器的几何形状进行优化设计，提高其制造精度，改善电磁线圈处理、热处理和表面处理性能，提高摩擦力，增强耐磨性，延长使用寿命；通过数据对比分析了普通电磁制动器与大力矩耐磨电磁制动器的性能差异。指出：大力矩耐磨电磁制动器能满足最大工作宽度为2300 mm的智能型高速喷气织机900 r/min的织布要求，具有明显的配套优势，且织机性能优异，织造效率提高。

喷气织机；电磁制动器；材料；力矩；摩擦力；表面处理；织布效率；故障

1 大力矩耐磨电磁制动器的量化指标

电磁制动器作为喷气织机的重要零部件，在喷气织机正常停机或出现故障时负责及时停机任务，除此之外，它还能监测织机的工作温度，因此直接影响布匹质量和织机的生产效率[1]。如果电磁制动器的性能优异，在喷气织机上的配合状态良好，同等条件下，最大工作宽度为2300 mm的喷气织机可在900 r/min的速度下织布，其效率可提高33%。如果使用大力矩耐磨性好的高性能电磁制动器，维护保养周期可由普通电磁制动器的20 d～25 d延长到40 d～50 d，工作量可减半，大大降低人工成本。

大力矩耐磨电磁制动器的量化指标：制动力矩偏差不大于10%，几何尺寸偏差不大于0.1 mm，响应速度偏差不大于10%，温度传感器反馈信号偏差不大于2%[2]，使用寿命超过5 a；大力矩耐磨电磁制动器应用在最大工作宽度为1900 mm的喷气织机上，其转速可达到900 r/mim～1100 r/min，适应各种纤维的高速织布要求。

2 大力矩耐磨电磁制动器的研发

通过对电磁制动器的几何形状结构进行优化设计，从材料、装备(数控机加设备、热处理设备、绕线设备等)、机械加工技术和表面处理技术等方面进行升级开发，提高电磁制动器的制造精度，改善电磁制动器的电磁线圈[3]处理、热处理和表面处理性能，提高其摩擦力，增强其耐磨性，延长使用寿命，最终提高电磁制动器的制动性能，满足智能型高速喷气织机的各项技术指标，提高纺织企业的织布效率。

2.1 材料升级

目前国内大部分厂家制造的摩擦片材料达不到质量要求，主要选择国内某军工企业制造的高密度、高硬度、无石棉的摩擦材料，从材料选择角度保证电磁制动器在经过高温高压加工处理后的摩擦因数值不变，从而保证电磁制动器具有可靠的摩擦力和耐磨性。电磁线圈主要选择国产优质耐高温漆包线，能满足机械加工和耐高压冲击性能，保证电磁制动器能产生较强的磁场强度，并具有一定的稳定性。

2.2 加工装备和生产技术升级

大力矩耐磨电磁制动器加工需经过机加工成型、热处理和表面处理等工序，生产设备应选择节能减排的高新技术数控装备。高精度冲压机将材料一次性压制成各种形状，省去了粗加工环节，直接进入精加工工序，整个电磁制动器的生产周期由原来的25 d缩短为20 d，减少了电磁制动器的生产周期；摩擦片与器体的配合尺寸公差不大于0.015 mm；衔铁要进行交叉磨工艺，增加其表面摩擦因数。

目前，国内加工电磁制动器的设备主要有高精度数控车床、数控绕线机、数控平面磨、高级热处理淬回火一体化数控电炉及高级氮化炉等，经过高精度设备制造的电磁制动器，同心度、平面度等尺寸偏差均不大于0.01 mm，摩擦力矩达到950 N·m，制动响应时间不大于260 ms，完全达到了国外电磁制动器的尺寸精度、摩擦力矩和响应时间。

2.3 表面处理升级

大力矩电磁制动器主要采用国内先进的表面氮化处理工艺，提高了电磁制动器的耐磨性能，延长了电磁制动器的使用寿命[4]。

3 大力矩耐磨电磁制动器的摩擦力矩和磨损对比试验

选用陕西万山的G1758-190-4N-P8型电磁制动器与两款进口电磁制动器(型号均为ZAX-230型)进行高频率制动磨损对比试验，试验设备为进口电磁离合制动器检测台，试机转速为1000 r/min，制动频率为0.5次/min。各选10台电磁制动器进行高频制动磨损试验，并分时间段测量摩擦力矩，记录其平均值，见表1；分时间段测量制动间隙，记录其平均值，见表2。

表1 3种电磁制动器的摩擦力矩试验对比

时间/min摩擦力矩/(N·m)G1758⁃190⁃4N⁃P8型国外A国外B初始值100098095016后100098095064后1000920930128后950900920256后900880900384后850850800512后800800750 注：3种电磁制动器的初始制动间隙统一为0．5mm。

表2 3种电磁制动器的磨损试验对比

时间/min制动间隙/mmG1758⁃190⁃4N⁃P8型国外A国外B初始值0．50．50．516后0．50．50．564后0．50．60．6128后0．60．70．6256后0．70．80．7384后0．80．90．9512后0．91．00．9

4 大力矩耐磨电磁制动器的配套应用实践

以河南某纺织企业为例，选用G1758-190-4N-P8型电磁制动器。在喷气织机状况完全一致的情况下，对比G1758-190-4N-P8型电磁制动器与进口喷气织机上的电磁制动器对布匹质量和织造效率的影响，具体见表3。

表3 G1758-190-4N-P8型电磁制动器与进口电磁制动器的织布数据对比

电磁制动器型号G1758⁃190⁃4N⁃P8型进口型30d织布数量/万m1．291．1670d内调整制动间隙次数12180d内布匹开机痕严重造成次品/次34180d内维修工维护次数46

从表3可以看出，采用G1758-190-4N-P8型电磁制动器上机使用效果较好，布匹质量比较稳定，织造效率大大提高，工人工作量减少，降低了人工成本。

5 大力矩耐磨电磁制动器的维护

作为织布厂，希望喷气织机永远处于正常的工作状态，保证织布效率和布匹的合格率，然而大力矩耐磨电磁制动器虽重要但易损[5]，表4为国内各织布厂织机电磁制动器发生的故障和解决方案汇总。

表4 电磁制动器的故障及解决方案

故障解决方案织机开机时程序检测电磁制动器报警电磁制动器内电磁线圈烧毁；更换新制动器正常制动间隙内，电磁制动器无法有效制动，测量阻值、电磁力均正常电磁制动器内电磁线圈漏电；用兆欧表测绝缘度，不合格则更换新制动器电磁制动器在织机开启前不能正常脱开电磁制动器衔铁组件板簧已达疲劳极限，回弹力不能克服剩磁的电磁力导致；更换新衔铁组件电磁制动器频繁响应，导致织机无法正常运转检查电磁制动器引线口处有杂物覆盖，导致制动器无法散热，其温度传感器不断给织机控制系统反馈信号；应立即对制动器进行清洁和散热电磁制动器制动后，织机不能停在正常角度范围内检查制动器的制动间隙，将其调整到0．5mm

6 结语

大力矩耐磨电磁制动器经纺织企业大批量使用证明，能够满足最大工作宽度为2300 mm的智能型高速喷气织机900 r/min的织布要求，织机性能优异，织造效率明显提高，可以替代进口电磁制动器，具有明显的配套优势。

[1] 梁海顺，胡巧娥，王贯超，等.我国喷气织机的现状与开发策略[J].纺织器材，2004，31(6)：51-55.

[2] 张玉莲.传感器与自动检测技术[M].北京：机械工业出版社，2009.

[3] 王兆奇.电工基础[M].3版.北京：机械工业出版社，2015.

[4] 王建岭，侯兆冲.YH630型电磁离合器的改进[J].纺织器材，2013，40(3)：10.

[5] 李政.电磁离合器的维修及剩磁消除法[J].设备管理与维修，2001(2)：43.

Research and Development of Domestic Wear Resistant Electromagnetic Brake with High Torque

MA Xiaolong,WANG Dejin,CUI Hongtao

(State-owned Wan Shan Electromechanical Plant,Hanzhong 723102,China)

To improve the working efficiency of air-jet loom with high fabric quality,introduc-tion is made to the technolgies,applications and maintenance methods with the domestic wear resistant electromagnetic brake with high torque.Optimized design is done to the domestic wear resistant electromagnetic brake with high torque regarding its geometry structure from materials,equipment,machining technology,and surface treatment for the following including improvement of the manufacturing precision,the electromagnetic coil processing process,heat treatment and surface treatment performance,enhancing friction force,increase of wear resistance,prolonging the service life.Data comparison shows that there is some difference between the conventional electromagnetic brake and the wear resistant electromagnetic brake with high torque.It is pointed out that the wear resistant electromagnetic brake with high torque meets the weaving demanding of the intelligent high speed air-jet loom of 900 r/min with max width of 2300 mm.It is of obvious complementary advantages,improving the efficiency of weaving loom with excellent performance.

air-jet loom;electromagnetic brake;material;torque;friction force;surface treatment;weaving efficiency;fault

2016-12-06

马晓龙(1978—)，男，陕西渭南人，工程师，主要从事织布机电磁离合器和电磁制动器的研究。

TS103.15

B

1001-9634(2017)03-0026-03