關于喇叭口線圈制動器優勢分析

張軍

摘 要：傳統的轂式制動器，在電梯行業里已經有很長的歷史了，在電梯曳引機行業快速發展的今天，它仍在制動器領域發揮著重要作用。在幾百年的時間里，人們對曳引機制動器的認識也是從感性到理性的逐步深入的過程。目前，已發展到在選用固定材質、設計結構及加工工藝一定的前提下，保證各聯接面和運動副部位盡量減少漏磁，并且在整個閉環的磁回路中，各段路徑磁阻相等的階段。從整個制動器的結構上看，如果作到各處磁阻相等，則可以說該制動器的體積效率已經作到了最佳狀態。下面我們就來探討一下如何作到各處的磁阻基本相等。

關鍵字：制動器；閉環回路；熱平衡系數

首先，我們來看一下轂式制動器的縱向剖面圖，當線圈通電后，根據右手螺旋定則，會在線圈周圍產生電磁場，由于制動器的結構及材料為磁導率較大的軟磁材料，因此，在制動器內部就產生了具有一定方向的磁閉合回路，我們形象地用線條描述出制動器的磁回路。（如圖一）

截面積在一個固定的制動器中是一個固定的數值（最佳值），而B值的大小卻有很多學問。首先，B值的大小跟制動器構成的材料有關，我們當選用B值高的 材料來做制動器的導磁部分，其次，由于制動器結構特點決定的，它是由各個零件組成的，如它是由線圈（電感元件）、銜鐵、支撐套、端蓋、外殼等零件組成的，那么，零件與零件的聯接處就成為比較關鍵的部位，因為聯接面的粗糙度和緊密度直接會影響磁力線的通過能力，換言之，聯接面粗糙松散，就會增大磁阻，造成磁能損失。另外，在磁回路的閉環中與磁力線垂直的各個截面積應基本相等，這是一個往往被人們忽視的問題。因為只有截面積相等才能使磁力線的疏密在整個閉環路徑中保持一致。也就能保證回路的磁阻處于最小狀態，使制動器的結構達到最佳狀態。

本文所述的喇叭口線圈制動器，就是根據等截面的原理而設計出的一款高效制動器。這款制動器所用的線圈骨架一端為喇叭口形，由于骨架是模塑件，制作過程與普通的線圈骨架一樣，并未增加制造難度，與之相配的端蓋都是帶喇叭口形的漸變截面的形式。由于磁力線是由中心向外呈放射狀分布的。因此它的徑向等距離周長越大，根據等截面理論，它的等距離軸向尺寸就應越小，形成如圖二所示的等截面端蓋。由此節省下來的寶貴空間，就可用來增加線圈的體積，使制動器的磁場強度增加，故而提高了效率。

目前，這一獨創理念已在我司廣泛推廣，通過我們做的大量對比實驗，得出新款制動器和傳統制動器在相同工作電壓，相同外形尺寸條件下的對比試驗。其結果是新款制動器比傳統制動器推力大5%～20%且溫升低2～3℃。

在轂式制動器的研發方面，我們先后進行了制動器的最佳熱平衡系數的設定，制動器的最佳導磁截面積的確定，如何減少運動副的動態漏磁問題及磁回路中的各段磁阻相等問題的探索和深入研究。在理論上取得了一定的成果。

幾年來我們在制動器的開發和研究方面作了大量的工作，在實踐過程中突破了一些技術難題，也經歷了從理論到實踐，再從實踐完善、發展理論的過程。雖然，付出了許多汗水，但也取得了一定的成果。目前，我司的制動器在同樣性能下比幾年前的體積小了25%。取得了比較好的經濟效益。我們將會繼續努力，打造出性能優異質量更佳的制動器產品，服務于社會，服務于國家。

參考文獻

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[2]《機械工程材料手冊》 （非金屬材料） 機械工業出版社 主編：曾正明 2013年

[3]《機械工程材料手冊》 （金屬材料） 機械工業出版社 主編：曾正明 2013年

[4]《電工學》（哈工大） 人民教育出版社 主編：秦曾煌 1979年

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