國產(chǎn)大力矩耐磨電磁制動(dòng)器的研發(fā)

馬曉龍，王德進(jìn)，崔宏濤

(國營萬山機(jī)電廠，陜西 漢中 723102)

國產(chǎn)大力矩耐磨電磁制動(dòng)器的研發(fā)

馬曉龍，王德進(jìn)，崔宏濤

(國營萬山機(jī)電廠，陜西 漢中 723102)

為了提高噴氣織機(jī)的工作效率，提高布匹質(zhì)量，介紹國產(chǎn)大力矩耐磨電磁制動(dòng)器的研發(fā)技術(shù)、應(yīng)用實(shí)例和維護(hù)方法；從材料、裝備、機(jī)械加工技術(shù)和表面處理技術(shù)等方面對(duì)電磁制動(dòng)器的幾何形狀進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高其制造精度，改善電磁線圈處理、熱處理和表面處理性能，提高摩擦力，增強(qiáng)耐磨性，延長使用壽命；通過數(shù)據(jù)對(duì)比分析了普通電磁制動(dòng)器與大力矩耐磨電磁制動(dòng)器的性能差異。指出：大力矩耐磨電磁制動(dòng)器能滿足最大工作寬度為2300 mm的智能型高速噴氣織機(jī)900 r/min的織布要求，具有明顯的配套優(yōu)勢，且織機(jī)性能優(yōu)異，織造效率提高。

噴氣織機(jī)；電磁制動(dòng)器；材料；力矩；摩擦力；表面處理；織布效率；故障

1 大力矩耐磨電磁制動(dòng)器的量化指標(biāo)

電磁制動(dòng)器作為噴氣織機(jī)的重要零部件，在噴氣織機(jī)正常停機(jī)或出現(xiàn)故障時(shí)負(fù)責(zé)及時(shí)停機(jī)任務(wù)，除此之外，它還能監(jiān)測織機(jī)的工作溫度，因此直接影響布匹質(zhì)量和織機(jī)的生產(chǎn)效率[1]。如果電磁制動(dòng)器的性能優(yōu)異，在噴氣織機(jī)上的配合狀態(tài)良好，同等條件下，最大工作寬度為2300 mm的噴氣織機(jī)可在900 r/min的速度下織布，其效率可提高33%。如果使用大力矩耐磨性好的高性能電磁制動(dòng)器，維護(hù)保養(yǎng)周期可由普通電磁制動(dòng)器的20 d～25 d延長到40 d～50 d，工作量可減半，大大降低人工成本。

大力矩耐磨電磁制動(dòng)器的量化指標(biāo)：制動(dòng)力矩偏差不大于10%，幾何尺寸偏差不大于0.1 mm，響應(yīng)速度偏差不大于10%，溫度傳感器反饋信號(hào)偏差不大于2%[2]，使用壽命超過5 a；大力矩耐磨電磁制動(dòng)器應(yīng)用在最大工作寬度為1900 mm的噴氣織機(jī)上，其轉(zhuǎn)速可達(dá)到900 r/mim～1100 r/min，適應(yīng)各種纖維的高速織布要求。

2 大力矩耐磨電磁制動(dòng)器的研發(fā)

通過對(duì)電磁制動(dòng)器的幾何形狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從材料、裝備(數(shù)控機(jī)加設(shè)備、熱處理設(shè)備、繞線設(shè)備等)、機(jī)械加工技術(shù)和表面處理技術(shù)等方面進(jìn)行升級(jí)開發(fā)，提高電磁制動(dòng)器的制造精度，改善電磁制動(dòng)器的電磁線圈[3]處理、熱處理和表面處理性能，提高其摩擦力，增強(qiáng)其耐磨性，延長使用壽命，最終提高電磁制動(dòng)器的制動(dòng)性能，滿足智能型高速噴氣織機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，提高紡織企業(yè)的織布效率。

2.1 材料升級(jí)

目前國內(nèi)大部分廠家制造的摩擦片材料達(dá)不到質(zhì)量要求，主要選擇國內(nèi)某軍工企業(yè)制造的高密度、高硬度、無石棉的摩擦材料，從材料選擇角度保證電磁制動(dòng)器在經(jīng)過高溫高壓加工處理后的摩擦因數(shù)值不變，從而保證電磁制動(dòng)器具有可靠的摩擦力和耐磨性。電磁線圈主要選擇國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)耐高溫漆包線，能滿足機(jī)械加工和耐高壓沖擊性能，保證電磁制動(dòng)器能產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場強(qiáng)度，并具有一定的穩(wěn)定性。

2.2 加工裝備和生產(chǎn)技術(shù)升級(jí)

大力矩耐磨電磁制動(dòng)器加工需經(jīng)過機(jī)加工成型、熱處理和表面處理等工序，生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)選擇節(jié)能減排的高新技術(shù)數(shù)控裝備。高精度沖壓機(jī)將材料一次性壓制成各種形狀，省去了粗加工環(huán)節(jié)，直接進(jìn)入精加工工序，整個(gè)電磁制動(dòng)器的生產(chǎn)周期由原來的25 d縮短為20 d，減少了電磁制動(dòng)器的生產(chǎn)周期；摩擦片與器體的配合尺寸公差不大于0.015 mm；銜鐵要進(jìn)行交叉磨工藝，增加其表面摩擦因數(shù)。

目前，國內(nèi)加工電磁制動(dòng)器的設(shè)備主要有高精度數(shù)控車床、數(shù)控繞線機(jī)、數(shù)控平面磨、高級(jí)熱處理淬回火一體化數(shù)控電爐及高級(jí)氮化爐等，經(jīng)過高精度設(shè)備制造的電磁制動(dòng)器，同心度、平面度等尺寸偏差均不大于0.01 mm，摩擦力矩達(dá)到950 N·m，制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間不大于260 ms，完全達(dá)到了國外電磁制動(dòng)器的尺寸精度、摩擦力矩和響應(yīng)時(shí)間。

2.3 表面處理升級(jí)

大力矩電磁制動(dòng)器主要采用國內(nèi)先進(jìn)的表面氮化處理工藝，提高了電磁制動(dòng)器的耐磨性能，延長了電磁制動(dòng)器的使用壽命[4]。

3 大力矩耐磨電磁制動(dòng)器的摩擦力矩和磨損對(duì)比試驗(yàn)

選用陜西萬山的G1758-190-4N-P8型電磁制動(dòng)器與兩款進(jìn)口電磁制動(dòng)器(型號(hào)均為ZAX-230型)進(jìn)行高頻率制動(dòng)磨損對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)備為進(jìn)口電磁離合制動(dòng)器檢測臺(tái)，試機(jī)轉(zhuǎn)速為1000 r/min，制動(dòng)頻率為0.5次/min。各選10臺(tái)電磁制動(dòng)器進(jìn)行高頻制動(dòng)磨損試驗(yàn)，并分時(shí)間段測量摩擦力矩，記錄其平均值，見表1；分時(shí)間段測量制動(dòng)間隙，記錄其平均值，見表2。

表1 3種電磁制動(dòng)器的摩擦力矩試驗(yàn)對(duì)比

時(shí)間/min摩擦力矩/(N·m)G1758?190?4N?P8型國外A國外B初始值100098095016后100098095064后1000920930128后950900920256后900880900384后850850800512后800800750 注：3種電磁制動(dòng)器的初始制動(dòng)間隙統(tǒng)一為0．5mm。

表2 3種電磁制動(dòng)器的磨損試驗(yàn)對(duì)比

時(shí)間/min制動(dòng)間隙/mmG1758?190?4N?P8型國外A國外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 大力矩耐磨電磁制動(dòng)器的配套應(yīng)用實(shí)踐

以河南某紡織企業(yè)為例，選用G1758-190-4N-P8型電磁制動(dòng)器。在噴氣織機(jī)狀況完全一致的情況下，對(duì)比G1758-190-4N-P8型電磁制動(dòng)器與進(jìn)口噴氣織機(jī)上的電磁制動(dòng)器對(duì)布匹質(zhì)量和織造效率的影響，具體見表3。

表3 G1758-190-4N-P8型電磁制動(dòng)器與進(jìn)口電磁制動(dòng)器的織布數(shù)據(jù)對(duì)比

電磁制動(dòng)器型號(hào)G1758?190?4N?P8型進(jìn)口型30d織布數(shù)量/萬m1．291．1670d內(nèi)調(diào)整制動(dòng)間隙次數(shù)12180d內(nèi)布匹開機(jī)痕嚴(yán)重造成次品/次34180d內(nèi)維修工維護(hù)次數(shù)46

從表3可以看出，采用G1758-190-4N-P8型電磁制動(dòng)器上機(jī)使用效果較好，布匹質(zhì)量比較穩(wěn)定，織造效率大大提高，工人工作量減少，降低了人工成本。

5 大力矩耐磨電磁制動(dòng)器的維護(hù)

作為織布廠，希望噴氣織機(jī)永遠(yuǎn)處于正常的工作狀態(tài)，保證織布效率和布匹的合格率，然而大力矩耐磨電磁制動(dòng)器雖重要但易損[5]，表4為國內(nèi)各織布廠織機(jī)電磁制動(dòng)器發(fā)生的故障和解決方案匯總。

表4 電磁制動(dòng)器的故障及解決方案

故障解決方案織機(jī)開機(jī)時(shí)程序檢測電磁制動(dòng)器報(bào)警電磁制動(dòng)器內(nèi)電磁線圈燒毀；更換新制動(dòng)器正常制動(dòng)間隙內(nèi)，電磁制動(dòng)器無法有效制動(dòng)，測量阻值、電磁力均正常電磁制動(dòng)器內(nèi)電磁線圈漏電；用兆歐表測絕緣度，不合格則更換新制動(dòng)器電磁制動(dòng)器在織機(jī)開啟前不能正常脫開電磁制動(dòng)器銜鐵組件板簧已達(dá)疲勞極限，回彈力不能克服剩磁的電磁力導(dǎo)致；更換新銜鐵組件電磁制動(dòng)器頻繁響應(yīng)，導(dǎo)致織機(jī)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)檢查電磁制動(dòng)器引線口處有雜物覆蓋，導(dǎo)致制動(dòng)器無法散熱，其溫度傳感器不斷給織機(jī)控制系統(tǒng)反饋信號(hào)；應(yīng)立即對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行清潔和散熱電磁制動(dòng)器制動(dòng)后，織機(jī)不能停在正常角度范圍內(nèi)檢查制動(dòng)器的制動(dòng)間隙，將其調(diào)整到0．5mm

6 結(jié)語

大力矩耐磨電磁制動(dòng)器經(jīng)紡織企業(yè)大批量使用證明，能夠滿足最大工作寬度為2300 mm的智能型高速噴氣織機(jī)900 r/min的織布要求，織機(jī)性能優(yōu)異，織造效率明顯提高，可以替代進(jìn)口電磁制動(dòng)器，具有明顯的配套優(yōu)勢。

[1] 梁海順，胡巧娥，王貫超，等.我國噴氣織機(jī)的現(xiàn)狀與開發(fā)策略[J].紡織器材，2004，31(6)：51-55.

[2] 張玉蓮.傳感器與自動(dòng)檢測技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[3] 王兆奇.電工基礎(chǔ)[M].3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015.

[4] 王建嶺，侯兆沖.YH630型電磁離合器的改進(jìn)[J].紡織器材，2013，40(3)：10.

[5] 李政.電磁離合器的維修及剩磁消除法[J].設(shè)備管理與維修，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

馬曉龍(1978—)，男，陜西渭南人，工程師，主要從事織布機(jī)電磁離合器和電磁制動(dòng)器的研究。

TS103.15

B

1001-9634(2017)03-0026-03