電磁塊式制動器在電梯曳引機中的應用設計

王海龍

[摘要]電磁塊傳動的電梯曳引機具有傳動效率高、節能環保、壽命長和維護成本低等優點，一直受到曳引機行業推崇。本文介紹了電磁塊傳動曳引機的主要優點、市場價值和功能基本要求以及設計構造及其工作原理。

[關鍵詞]電磁塊式制動器 電梯曳引機 應用設計

曳引式電梯最早于20世紀初在美國出現。這種電梯的鋼絲繩懸掛在曳引輪上，一端與轎廂連接，另一端與對重連接。曳引輪的轉動帶動鋼絲繩移動，從而使轎廂和對重做升、降的相對運動。

電磁塊傳動的曳引機很早就出現在提升設備中，目前還只有少數幾家生產廠擁有這項技術。面對新型曳引機的迅猛發展，無齒曳引機的大量涌現，具有同樣優勢的電磁塊曳引機仍然有其發展的機遇。針對采用傳統的蝸桿輪式曳引機存在的不足，介紹采用電磁塊進行電梯曳引機制動器的一種優化設計。曳引式電梯由于鋼絲繩不用纏繞，鋼絲繩的長度和股數不受限制，電梯載重量和提升高度有很大提高，因此曳引式電梯一直發展沿用至今。

一、電磁塊電梯曳引機的優勢

電磁塊式制動器是保證電梯安全運行的基本裝置，對電梯電磁塊式制動器的要求是：能產生足夠的制動力矩，而且制動力矩大小應與曳引機轉向無關;制動時對曳引電動機的軸和制動箱的蝸桿軸不應產生附加載荷;當電磁塊式制動器松閘或制動時，要求平穩，而且能滿足頻繁起、制動的工作要求;電磁塊式制動器應有足夠的剛性和強度;制動帶有較高的耐磨性和耐熱性;結構簡單、緊湊、易于調整;應有人工松閘裝置;噪聲小。

與蝸輪副曳引機相比，運行平穩性和噪聲控制是電磁塊曳引機的弱項，但實踐證明，只要設計恰當，制造精密，電磁塊曳引機完全能達到和超過蝸輪副曳引機要求的振動和噪聲指標。各種指標均達國外同類產品的水平。

近年來快速興起的兄齒曳引機結構更簡單，體積更小而效率更高，具有明顯的優勢。但無齒曳引機在低速電動機的制造和低速變頻控制方面都存在很大難度，盡管這些困難正在逐一被克服，而這一切仍要接受時間的考驗。

電磁塊曳引機可以匹配各種電機和普通變頻器，變速范圍寬，制動力矩小，即使在中低速電梯中也能受到廣泛的應用。因此，電磁塊曳引機首先是蝸桿式曳引機的替代品，其次在中低速新裝電梯中可望成為主選產品。

二、電磁塊式制動器功能基本要求

當電梯動力電源失電或控制電路電源失電時，電磁塊式制動器能立即進行制動。當轎廂載有125%額定載荷并以額定速度運行時，電磁塊式制動器應能使曳引機停止運轉。電梯正常運行時，電磁塊式制動器應在持續通電情況下保持松開狀態;斷開電磁塊式制動器的釋放電路后，電梯應無附加延遲地被有效制動。切斷電磁塊式制動器的電流，至少應用兩個獨立的電氣裝置來實現。電梯停止時，如果其中一個接觸器的主觸點未打開，最遲到下一次運行方向改變時，應防止電梯再運行。裝有手動盤車手輪的電梯曳引機，應能用手松開電磁塊式制動器并需要一持續力去保持其松開狀態。

設計電梯曳引機時，曳引機輸出軸端的平穩性直接影響了電梯的整體性能和乘坐的舒適性。同時電磁塊曳引機的設計要求體積小、結構緊湊并且傳遞轉矩大。設計采用的電磁塊傳動方式是普通漸開線斜齒輪電磁塊傳動，這可以令齒輪嚙合更加平穩。與直齒輪相比，斜齒輪副的總接觸面積增大，可以承受更大的荷載。同時采用高精密加工將側隙控制在較小的數值內，從而使齒輪在嚙合時幾乎只是沿著嚙合線作滾動運動，沒有產生齒輪碰擊，避免了輪齒磨損以及由此引起的震動，提高了靜音效果。由于斜齒輪的原因，齒輪副作用于齒輪上沿軸線方向的軸向力較大，所以齒輪箱使用圓錐滾子軸承承受軸向力，這需要有較高的傳動潤滑要求作保證。

扭轉剛度高，即可承載大轉矩，同時降低了曳引機的共振頻率;另一方面，這種第1級齒輪系的內齒圈和第2級齒輪系的行星架，對外與曳引輪直接連接，及第2級內齒輪直接加工在制動器箱體上的結構設計，使制動器的結構更緊湊，在結構設計上有效地壓縮了整個制動器的體積。

三、電磁塊式制動器的構造及其工作原理

電磁塊式制動器的工作原理：當電梯處于靜止狀態時，曳引電動機、電磁電磁塊式制動器的線圈中均無電流通過，這時因電磁鐵芯間沒有吸引力、制動瓦塊在制動彈簧壓力作用下，將制動輪抱緊，保證電機不旋轉;當曳引電動機通電旋轉的瞬間，制動電磁鐵中的線圈同時通上電流，電磁鐵芯迅速磁化吸合，帶動制動臂使其制動彈簧受作用力，制動瓦塊張開，與制動輪完全脫離，電梯得以運行;當電梯轎廂到達所需停站時，曳引電動機失電、制動電磁鐵中的線圈也同時失電，電磁鐵芯中的磁力迅速消失，鐵芯在制動彈簧的作用下通過制動臂復位，使制動瓦塊再次將制動輪抱住，電梯停止工作。

總之，針對電磁塊制動器在電梯曳引機中應用的設計方法，并進行了相關參數的設計優化。磁塊制動曳引機雖然在電梯設計和制造方面有一定難度，只要我們認真思考，努力攻關，一定會把它做好、做精，讓這種節能、環保、耐用的品種在曳引機市場上占有一定的位置。