一种电磁离合制动器的设计

余文容

摘要：文章对电磁离合制动器的结构及原理进行了详细的阐述，重点介绍了制动器的电磁设计和结构设计要点。

Abstract： The structure and principle of electromagnetic clutch brake are described in detail， and the main points of electromagnetic design and structure design of brake are introduced.

关键词：离合;制动器;设计

Key words： clutch;brake;design

中图分类号：U463.211                                 文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）01-0063-02

0  引言

在航空电动阀门的使用中，经常需要阀门开启到某个位置然后及时停止，而一般阀门驱动用的电机均是高速旋转，其断电后由于惯性很难立刻停止，这也造成了阀门开关位置精度较差的问题。针对该类阀门，涉及了一款电磁离合制动器，该制动器在系统通电工作时，释放输出轴，使电机能自由旋转，当系统断电时，制动器抱死电机输出轴，使电机实现即时停止，保证了阀门开启位置精度的要求。

1  电磁离合制动器的机构及原理介绍

电磁离合器主要由线圈部件、圆盘部件、壳体、弹簧、制动盘等组成（如图1）。当线圈通电时，在壳体中产生轴向磁场，壳体和圆盘部件均由导磁材料制成，由于磁场作用，圆盘部件压缩弹簧，和壳体紧密贴合，制动盘处于自由状态，可随电机轴旋转。当线圈断电后，磁场小时，在弹簧的作用下，圆盘部件紧贴制动盘，对制动盘产生压力，制动盘在摩擦力的作用下停止转动，从而实现电机轴的制动。

2  电磁离合制动器的电磁设计

2.1 线圈部件绕组参数计算

2.2 各部位零件的结构设计

2.2.1 壳体

电磁离合制动器的壳体一般采用导磁材料，其结构如图2。

2.2.2 线圈部件

线圈部件主要有漆包线组成，在设计时应充分考虑电磁计算的结果。（图3）

2.2.3 圆盘部件

圆盘部件主要由两部分组成，一部份是导磁材料，其承担的主要的作用是在磁场作用下和壳体吸合，一般采用导磁材料;另一部份是摩擦材料，承担的主要作用是在断电状态下和制动盘摩擦实现制动，一般采用非金属摩擦材料。（图4）

3  实例验证

根据上述方法，设计了一款电磁离合制动器，其主要性能参数如下：

额定工作电压 28VDC    额定工作电流 0.5A

线圈电阻 56Ω             吸合电压 12VDC

吸合电流 0.21A           制动力矩 480mNm

4  结束语

电磁离合制动设计过程中，针对不同电机和结构，设计师在具体设计中，还需考虑圆盘部件的固定、弹簧的选择等问题，有些特殊的产品还需考核制动器的吸合合释放时间，从而实现阀门制动的即时性。

參考文献：

[1]向世凡.介绍一种电磁离合制动器[J].机械，1987（06）.

[2]李进梅.电磁离合器的温度场及热应力有限元分析[D].合肥工业大学，2007.

[3]顾庆昌.永磁—电磁离合器磁场分析及特性研究[D].合肥工业大学，2008.