带手动释放旋钮的控制电机用盘式电磁制动器

1 引言

        制动器是用于机构、机器减速或使其停止的装置。按其制动原理分为摩擦式和非摩擦式制动器。摩擦式制动器又可按其结构特征分为外抱块式制动器、内张蹄式制动器、带式制动器和盘式制动器。在控制电机等对结构的紧凑性要求高的场合，一般采用盘式制动器。

        目前，市场上存在的控制电机用的盘式电磁制动器，其手动释放装置主要采用以下两种方式：一是通过在径向设置一杆
状释放手柄；二是直接用螺丝刀撬开摩擦结合部位。前者的不足在于造成制动器径向尺寸过大，而后者使用起来不方便。

2 结构与工作原理

        为克服上述缺点，笔者设计了一种带手动释放旋钮的控制电机用盘式电磁制动器。

2.1 结构介绍

         该结构包括安装在控制电机后端盖15 上的制动盘1、固定在制动盘1 外侧的制动器壳体3、套装在电机轴16 上且能在其上前后移动的抱闸执行机构、安装在抱闸执行机构后侧的衔铁4 和通过衔铁4 带动抱闸执行机构向后移动进行松闸的电磁释放机构，以及手动释放旋钮14。制动器壳体3 通过多个内六角螺钉2 安装在制动盘1外侧。衔铁4、抱闸驱动机构、电磁释放机构和手动释放旋钮14 均与电机轴16 同轴设置。

         其中，抱闸执行机构包括套装在电机轴16 上的导向花键11、套装在导向花键11 上且能在其上轴向自由滑动的摩擦片骨架9 和安装在摩擦片骨架9 上且能同时与制动盘1 和衔铁4 产生摩擦的摩擦片10。制动盘1 和摩擦片骨架9 之间以及摩擦片骨架9 和衔铁4 之间分别设置有一对同名永磁体8，利用磁体同性相斥和磁悬浮的原理以保证电机工作时摩擦片不与任何部分接触。电磁释放机构包括布设在衔铁4 后侧的多根弹簧12和电磁线圈6。

         制动器壳体3 后端部通过铁芯7 进行封堵，多根弹簧12 和电磁线圈6 均安装在铁芯7 上，铁芯7 中部对应开有供手动释放旋钮14 的旋杆穿过的通孔。衔铁4 的形状为Y 字形。弹簧12 通过调节螺钉13 安装在制动器壳体3 后部，具体安装在铁芯7 上。通孔为光孔，动释放旋钮14 为蝶形螺母且衔铁4 中后部设置有与蝶形螺母相配合使用的外螺纹。也就是说，活动连接件为设置在衔铁4 上的螺纹，手动释放旋钮14 与衔铁4之间通过螺纹进行连接。多根弹簧12 沿圆周方向均匀布设在铁芯7内侧。

        为保证衔铁4 的对中性，其与铁芯7 之间设置有水平向导向销5，为防止导向销5 与衔铁4 分离，二者之间采用过盈配合。同时，又为保证导向销在铁芯7中自由滑动，二者之间采用可滑动的间隙配合，但不可有过大的间隙。

        另外，为减少电磁能量的损失，提高电磁力，导向销5和制动器壳体3 均为非铁磁材料。

2.2 工作原理

        磁铁线圈6 通电后，衔铁4（通过和其过盈配合的导向销5）沿轴向被吸合而松闸，此时，利用磁铁同性相斥的原理使可在导向花键11 上轴向自由滑动的摩擦片10（通过摩擦片骨架9）的两边不与制动盘1 或衔铁4 摩擦。当线圈损坏或无法正常供电时，可旋转释放旋钮14，使其顶住铁芯7，通过衔铁4 上的螺纹而拉动衔铁4 使其松闸。