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电磁块式制动器在电梯曳引机中的应用设计

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  [摘要]电磁块传动的电梯曳引机具有传动效率高、节能环保、寿命长和维护成本低等优点,一直受到曳引机行业推崇。本文介绍了电磁块传动曳引机的主要优点、市场价值和功能基本要求以及设计构造及其工作原理。
  [关键词]电磁块式制动器 电梯曳引机 应用设计
  曳引式电梯最早于20世纪初在美国出现。这种电梯的钢丝绳悬挂在曳引轮上,一端与轿厢连接,另一端与对重连接。曳引轮的转动带动钢丝绳移动,从而使轿厢和对重做升、降的相对运动。
  电磁块传动的曳引机很早就出现在提升设备中,目前还只有少数几家生产厂拥有这项技术。面对新型曳引机的迅猛发展,无齿曳引机的大量涌现,具有同样优势的电磁块曳引机仍然有其发展的机遇。针对采用传统的蜗杆轮式曳引机存在的不足,介绍采用电磁块进行电梯曳引机制动器的一种优化设计。曳引式电梯由于钢丝绳不用缠绕,钢丝绳的长度和股数不受限制,电梯载重量和提升高度有很大提高,因此曳引式电梯一直发展沿用至今。
  一、电磁块电梯曳引机的优势
  电磁块式制动器是保证电梯安全运行的基本装置,对电梯电磁块式制动器的要求是:能产生足够的制动力矩,而且制动力矩大小应与曳引机转向无关;制动时对曳引电动机的轴和制动箱的蜗杆轴不应产生附加载荷;当电磁块式制动器松闸或制动时,要求平稳,而且能满足频繁起、制动的工作要求;电磁块式制动器应有足够的刚性和强度;制动带有较高的耐磨性和耐热性;结构简单、紧凑、易于调整;应有人工松闸装置;噪声小。
  与蜗轮副曳引机相比,运行平稳性和噪声控制是电磁块曳引机的弱项,但实践证明,只要设计恰当,制造精密,电磁块曳引机完全能达到和超过蜗轮副曳引机要求的振动和噪声指标。各种指标均达国外同类产品的水平。
  近年来快速兴起的兄齿曳引机结构更简单,体积更小而效率更高,具有明显的优势。但无齿曳引机在低速电动机的制造和低速变频控制方面都存在很大难度,尽管这些困难正在逐一被克服,而这一切仍要接受时间的考验。
  电磁块曳引机可以匹配各种电机和普通变频器,变速范围宽,制动力矩小,即使在中低速电梯中也能受到广泛的应用。因此,电磁块曳引机首先是蜗杆式曳引机的替代品,其次在中低速新装电梯中可望成为主选产品。
  二、电磁块式制动器功能基本要求
  当电梯动力电源失电或控制电路电源失电时,电磁块式制动器能立即进行制动。当轿厢载有125%额定载荷并以额定速度运行时,电磁块式制动器应能使曳引机停止运转。电梯正常运行时,电磁块式制动器应在持续通电情况下保持松开状态;断开电磁块式制动器的释放电路后,电梯应无附加延迟地被有效制动。切断电磁块式制动器的电流,至少应用两个独立的电气装置来实现。电梯停止时,如果其中一个接触器的主触点未打开,最迟到下一次运行方向改变时,应防止电梯再运行。装有手动盘车手轮的电梯曳引机,应能用手松开电磁块式制动器并需要一持续力去保持其松开状态。
  设计电梯曳引机时,曳引机输出轴端的平稳性直接影响了电梯的整体性能和乘坐的舒适性。同时电磁块曳引机的设计要求体积小、结构紧凑并且传递转矩大。设计采用的电磁块传动方式是普通漸开线斜齿轮电磁块传动,这可以令齿轮啮合更加平稳。与直齿轮相比,斜齿轮副的总接触面积增大,可以承受更大的荷载。同时采用高精密加工将侧隙控制在较小的数值内,从而使齿轮在啮合时几乎只是沿着啮合线作滚动运动,没有产生齿轮碰击,避免了轮齿磨损以及由此引起的震动,提高了静音效果。由于斜齿轮的原因,齿轮副作用于齿轮上沿轴线方向的轴向力较大,所以齿轮箱使用圆锥滚子轴承承受轴向力,这需要有较高的传动润滑要求作保证。
  扭转刚度高,即可承载大转矩,同时降低了曳引机的共振频率;另一方面,这种第1级齿轮系的内齿圈和第2级齿轮系的行星架,对外与曳引轮直接连接,及第2级内齿轮直接加工在制动器箱体上的结构设计,使制动器的结构更紧凑,在结构设计上有效地压缩了整个制动器的体积。
  三、电磁块式制动器的构造及其工作原理
  电磁块式制动器的工作原理:当电梯处于静止状态时,曳引电动机、电磁电磁块式制动器的线圈中均无电流通过,这时因电磁铁芯间没有吸引力、制动瓦块在制动弹簧压力作用下,将制动轮抱紧,保证电机不旋转;当曳引电动机通电旋转的瞬间,制动电磁铁中的线圈同时通上电流,电磁铁芯迅速磁化吸合,带动制动臂使其制动弹簧受作用力,制动瓦块张开,与制动轮完全脱离,电梯得以运行;当电梯轿厢到达所需停站时,曳引电动机失电、制动电磁铁中的线圈也同时失电,电磁铁芯中的磁力迅速消失,铁芯在制动弹簧的作用下通过制动臂复位,使制动瓦块再次将制动轮抱住,电梯停止工作。
  总之,针对电磁块制动器在电梯曳引机中应用的设计方法,并进行了相关参数的设计优化。磁块制动曳引机虽然在电梯设计和制造方面有一定难度,只要我们认真思考,努力攻关,一定会把它做好、做精,让这种节能、环保、耐用的品种在曳引机市场上占有一定的位置。
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