一種電磁離合制動器的設計

余文容

摘要：文章對電磁離合制動器的結構及原理進行了詳細的闡述，重點介紹了制動器的電磁設計和結構設計要點。

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.

關鍵詞：離合;制動器;設計

Key words： clutch;brake;design

中圖分類號：U463.211? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）01-0063-02

0? 引言

在航空電動閥門的使用中，經常需要閥門開啟到某個位置然后及時停止，而一般閥門驅動用的電機均是高速旋轉，其斷電后由于慣性很難立刻停止，這也造成了閥門開關位置精度較差的問題。針對該類閥門，涉及了一款電磁離合制動器，該制動器在系統通電工作時，釋放輸出軸，使電機能自由旋轉，當系統斷電時，制動器抱死電機輸出軸，使電機實現即時停止，保證了閥門開啟位置精度的要求。

1? 電磁離合制動器的機構及原理介紹

電磁離合器主要由線圈部件、圓盤部件、殼體、彈簧、制動盤等組成（如圖1）。當線圈通電時，在殼體中產生軸向磁場，殼體和圓盤部件均由導磁材料制成，由于磁場作用，圓盤部件壓縮彈簧，和殼體緊密貼合，制動盤處于自由狀態，可隨電機軸旋轉。當線圈斷電后，磁場小時，在彈簧的作用下，圓盤部件緊貼制動盤，對制動盤產生壓力，制動盤在摩擦力的作用下停止轉動，從而實現電機軸的制動。

2? 電磁離合制動器的電磁設計

2.1 線圈部件繞組參數計算

2.2 各部位零件的結構設計

2.2.1 殼體

電磁離合制動器的殼體一般采用導磁材料，其結構如圖2。

2.2.2 線圈部件

線圈部件主要有漆包線組成，在設計時應充分考慮電磁計算的結果。（圖3）

2.2.3 圓盤部件

圓盤部件主要由兩部分組成，一部份是導磁材料，其承擔的主要的作用是在磁場作用下和殼體吸合，一般采用導磁材料;另一部份是摩擦材料，承擔的主要作用是在斷電狀態下和制動盤摩擦實現制動，一般采用非金屬摩擦材料。（圖4）

3? 實例驗證

根據上述方法，設計了一款電磁離合制動器，其主要性能參數如下：

額定工作電壓 28VDC? ? 額定工作電流 0.5A

線圈電阻 56Ω? ? ? ? ? ? ?吸合電壓 12VDC

吸合電流 0.21A? ? ? ? ? ?制動力矩 480mNm

4? 結束語

電磁離合制動設計過程中，針對不同電機和結構，設計師在具體設計中，還需考慮圓盤部件的固定、彈簧的選擇等問題，有些特殊的產品還需考核制動器的吸合合釋放時間，從而實現閥門制動的即時性。

參考文獻：

[1]向世凡.介紹一種電磁離合制動器[J].機械，1987（06）.

[2]李進梅.電磁離合器的溫度場及熱應力有限元分析[D].合肥工業大學，2007.

[3]顧慶昌.永磁—電磁離合器磁場分析及特性研究[D].合肥工業大學，2008.