抱闸

小议电磁制动器

摘要：通过对电磁制动器的结构和工作原理的介绍，将引起电磁制动器的故障进行了分析并提出了故障处理方法和处理事项。

0. 引论

电磁制动器由于装卸方便、结构紧凑、操作方便、可靠性高等特点，广泛用于水利、矿山、冶金等行业。电磁制动器主要由制动轮、制动弹簧、拉杆等机械部分和电磁铁、电磁线圈等电气部分组成。无论是机械还是电气元件都可能引起故障造成制动器动作迟缓、动作错乱，甚至制动失灵。电磁制动器故障原因具有突发性、隐蔽性，而且涉及到的机械和电气元器件比较多，给故障诊断和排除带来一定的困难，因此，在检修时必须在弄懂其工作原理的基础上正确分析故障原因，才能保证检修的质量。

图1 抱闸示意图

1. 工作原理

电磁制动器是冶金行业开卷机上的重要部件之一，在开卷机开卷作业中，开卷机的起停使钢卷的起停进而完成钢卷的挖边、剪切、穿带等。冷轧厂1420连退机组的开卷机电磁制动器为常闭式，制动器经常在弹簧力作用下处于合闸状

态；当启闭机起动时，电磁铁克服弹簧力并使之松闸。其制动力产生原理见图1。具体制动过程为：制动器上闸靠主弹簧和拉杆使左、右制动臂上的左、右制动瓦块压向制动轮。

根据电磁体工作时的电磁吸力 μS B F 2d =

其中：B 是气隙磁感应强度

S 是有效面积

μ是空气磁导率

可以改变内外侧的有效面积S 来改变内外侧的吸力F ，即通过改变电磁体的结构来改变内外侧的电磁吸力，使内侧的有效面积变大，从而内侧电磁吸力变大，达到内外侧磨损平衡。

根据胡克定律则弹簧的弹力x k F t ⨯=

其中：x 表示弹簧的伸缩长度

k 是弹簧的劲度系数

当

d F F t >时，抱闸抱住， 当d F F t <时，抱闸打开。

即当接通电流时，电磁铁的衔铁吸向电磁铁芯，压住推杆，进一步压缩主弹簧，左制动臂在电磁铁重量产生偏心压力作用下向外摆动，使左制动瓦块离开制动轮，同时使右制动臂及其上的右制动瓦块离开制动轮，从而实现松闸。断开电流时，上闸动作过程相反。

2. 故障分析与处理方法

电磁制动器使用几年后经常会出现启闭作业时制动器失灵 ，闸门出现自动下滑或松闸延迟动作等现象，严重影响启闭设备的安全性和可操作性，因此，必须予以高度的重视。制动器故障主要有以下几种类型：断电时停止，闸门自动缓慢下落或吊钩快速下落，制动器严重失灵；通电时，制动器制动瓦不松闸或延迟松闸；制动器工作时电磁回路吸合时有振动和噪声。下面就电磁制动器的常见制动故障，从机械方面和电气方面进行分析处理。

由于机械方面的原因可能导致制动器通电后不动作或打不开闸、制动器抱不住闸、抱闸不灵（制动慢）、制动瓦块磨损甚至烧毁、振动响声大等故障。对于

机械故障的分析和排除主要从三个方面探讨，以完成制动器机械部分的检修。

3. 机械故障分析

3.1制动器未调整好而导致制动故障

制动器未调整好，主弹簧过松，制动力矩达不到要求而导致制动失灵时，在调整抱闸时，应按照检修操作规程的要求调整好。

调整杆将电磁铁上的衔铁顶的过高，超过了应调整的范围，造成了衔铁和铁芯吸合时，电磁铁的吸合力小于顶杆的推力，从而造成衔铁和铁芯吸合不到位，电磁铁动铁芯的行程不够，制动器的制动力矩过小，闸瓦打不开。这种故障的解除只需调整电磁铁的行程即可。

由于平常在检修调整过程中的不规范，造成电磁铁和铁芯长期处于一个不规范的拍合过程，因而使电磁铁上的衔铁和铁芯吸合的接触面形成了一个斜面或凹面，从而使两个接触面吸合时不能完全接触，造成制动瓦不能完全打开。这种故障在实际维修中是不好排除的，因为在衔铁和铁芯的平面上找不到一个基准面，要想把两个面通过刨床刨平，或利用锉刀磨平，使两个平面完全吻合是很困难的，所以，一般情况下都是采用更换新的电磁铁的方式进行维修。

制动轮的制动表面沾有油污时，摩擦阻力减少，抱不紧闸应使用煤油清洗制动轮。

3.2 制动器机械零件损坏导致制动故障

制动轮摩擦表面出现深度在0.5mm以上的环形沟槽时，使制动轮与摩擦片的接触面减小，导致制动力矩降低而溜车。因此，应卸下制动轮进行磨削加工，同时更换闸瓦和闸轮，不必再经淬火热处理。

制动器电磁铁芯上有一个闭合环，它是由一根钢丝制成的。由于电磁铁长期拍合震动和磨损，造成闭合环断裂，闭合环断裂后造成电磁场紊乱，从而造成衔铁和铁芯吸合不紧，两接触面产生了空气，因而制动失灵。只要把闭合环断裂处连上，使两接触面在接触时能完全吻合，故障就会自然排除。

由于机械使用年限过长，长期的振动磨损和反复修理造成制动力矩变小或失去制动力矩，如主弹簧断裂损坏、制动臂销轴磨损严重、制动瓦中部磨损的厚度超过原制动瓦厚度的1/2、边缘部分磨损厚度不应超过原厚度的2/3、制动轮在直径方向上的磨损超过3～4 mm等，此类故障只需更换损坏的部件即可排除故

障。

3.3制动器杠杆系统卡住导致制动故障的发生

制动器杠杆系统中机械部分卡住，转轴生锈或歪斜，导致制动器的开启和闭合动作缓慢，或者不动作。检查时用手或其他工具推动衔铁时，动作应灵活自如，无卡滞现象。若手松开后还不能迅速复位，就应进行拆检，清洗转轴及支承杆，必要时调换配件。组装时应装正，保持转轴转动灵活。

电磁铁上固定衔铁的销轴或孔磨损过大，衔铁和铁芯吸合后产生抖动也会造成响声或卡阻。只要将衔铁上的销轴孔进行重新加工，再配上合适的销轴，故障即可排除。

4、抱闸装配注意事项

（1）消洗所有销轴及闸轮的污垢及锈蚀，清洗完后应保证销轴转动灵活。

（2）衬料与闸瓦应牢固。

（3）闸轮与衬料的接触面积不应小于衬料总面积的25%

（4）弹簧节距和直径的误差不应超过1毫米。弹簧总长度误差不应超过弹簧圈数之半，即如有n圈时，误差不准超过n/2毫米。

5. 抱闸间隙调整方法

若抱闸片磨损严重则更换（将螺丝拆下取出闸片将新闸片换上后将螺丝紧固）。

调节螺丝同时调节螺丝宝证闸片与轮毂之间的间隙在0.10～0.20之间，松开螺丝闸片上面间隙小下面间隙大，反之则相反，调整之后将螺丝紧固。

调节螺丝同时调节螺丝宝证闸片与轮毂之间的间隙在0.10～0.20之间（方法同上）。

最后再测量闸片与轮毂之间的间隙并检查是否在0～0.50之间。

在日常点检时必须检查抱闸间隙是否在O~S之间，当接近M时需进行调整。

6. 结论

为了减少排除故障时的盲目性，减少拆卸零部件的数目，在检修时制定了以下排除故障的检修程序：

（1）电动机是否工作正常

（2）制动器外观检查，有无焦味和冒烟等异常现象