磁粉制動器

1:磁粉制動器是採用磁粉作介質，在通電情況下形成磁粉鏈來傳遞扭矩的新型傳動元件，主要由內轉子、外轉子、激磁線圈及磁粉組成。

2:當線圈不通電時，主動轉子旋轉，由於離心力的作用，磁粉被甩在主動轉子的內壁上，磁粉與從動轉子之間沒有接觸，主動轉子空轉。

3:接通直流電源後產生電磁場，工作介質磁粉在磁力線作用下形成磁粉鏈，把內轉子、外轉子聯接起來，從而達到傳遞，制動扭矩的目的 ^[1]  。

1、緩衝起動，停止用：利用連結時的圓滑特性及定轉矩特性達到緩衝起動和停止。

2、連續滑動、張力控制用

3、轉矩限制器用

4、高速應答用

5、動力吸收用

6、定位停止用

7、模擬負載用

2、可以達到連續滑動運轉。

3、可以得到安定的扭力。

4、無鳴叫音。動作面的滯滑現象會發生於摩擦方式，但是在此不會出現，而且也不會發出連結音，所以運轉相當安靜。

5、熱容量很大。由於使用了耐熱性優越的磁粉及運用了理想的冷卻方法，即使是過於嚴酷的連續滑動運轉，也可以安心使用。

6、可以達到平順的連續及驅動狀態。由於靜摩擦係數和動摩擦係數幾乎一樣，所以完全連結時不會產生震盪，可以因應負載加減速度。

磁粉制動器是由傳動單元（輸入軸）和從動單元（輸出軸）合併而成。在兩組單元之間的空間，填有粒狀的磁粉（休積大約40微米）。當磁性線圈不導電時，轉矩不會從傳動軸傳於從動軸，但如將線圈電磁通電，就由於磁力的作用而吸引磁粉產生硬化現象，在連續滑動之間會把轉矩傳達。 *磁粉制動器是一種性能優越的自動控制元件。它以磁粉為工作介質，以激磁電流為控制手段，達到控制制動或傳遞轉矩的目的。其輸出轉矩與激磁粉電流呈良好的線性關係而與轉速或滑差無關，並具有響應速度快，結構簡單的優點

由於磁粉制動器具有以上特點，現已被廣泛應用於造紙、印刷、 塑料、橡膠、紡織、印染、電線電纜、冶金以及其他有關卷取加工行業中的放卷和收卷張力控制。另外磁粉離合器還可用於緩衝起動、過載保護、調速等。磁粉制動器還經常被用於傳動機械的測功加載和制動等。

磁粉制動器的選型一般以所需傳達最大轉矩為依據來選定，並同時注意保證實際滑差功率小於磁粉離合器、制動器的允許滑差功率。 計算公式如下： 實際滑差功率P=2×3.14×M×n/60=F·V(單位：W) 式中：M ----- 實際工作轉矩（N·m） F ----- 張力（N） n ----- 滑差轉速（r/min） V ----- 線速度（m/s） ●在無變速機構的情況下，卷繞材料所需的最大張力與最大卷繞半徑的乘積應小於磁粉制動器的額定轉矩。此外，磁粉離合器的選擇還與其位置有關係：在滑差功率匹配的前提下，把 磁粉離合器放在高速級，則可以選擇較小規格的離合器，其體積、成本也相應下降。當小規格磁粉離合器不能匹配，而需較大磁粉離合器時，應將其置於傳動機構的中部或後部，以增大工作轉矩降低滑差轉速。 ●磁粉離合器、磁粉制動器在散熱條件一定時，其滑差功率是一定值，因此其實際工作轉矩與轉速可以相互補償，即滑差轉速提高時，則許用轉矩將相應下降，但最高轉速不得高於其許可轉速。 例：FZ100磁粉制動器，其額定轉矩M=100N.m,滑差功率P=7KW 則額定轉速n=9550*P/M=9550*7/100=668.5r/min 若實際滑差轉速n=1500r/min(式中9550為常數係數) 則許用轉距應為M=9550*P/n=9550*7/1500=44.6N.m （式中：9550為常數係數）

（1）高精度的轉矩控制 轉矩的控制範圍非常廣，而且控制精度高，傳達轉矩和激磁電流成正確的比例，可實現高精度的控制。

（2）優越的耐久性、壽命長 採用耐熱、耐磨耗、耐氧化 、耐蝕性超強的超合金磁粉，壽命長。

（3）穩定性超羣的定轉矩特性 磁粉的磁氣特性佳，而且粉粒相互之間的結合力安定，滑動轉矩非常穩定，與相對迴轉數沒有關係能持久保持恆定的轉矩。

（4）連續滑動運轉使用 散熱效果優良而且採用熱變形均一的冷卻構造，加上磁粉的高耐熱性，容許連結與制動功率及滑動功率大，能夠圓滑的滑動運轉，不會 引起震動。

（5）連結圓滑，無衝擊 連結時的衝擊極小，能夠無衝擊的圓滑啓動、停止。而且阻力轉矩極小，不會引起無用的發熱量。

（6）適合高頻運轉 應答敏捷快速及特別的散熱構造，適合高頻度運轉使用。

（7）輕量、免保養、壽命長 型式簡潔輕量化，使用耐高温之線圈及特殊油脂軸承，並針對易生磨耗的電樞施以耐磨特殊處理，延長使用壽命。

1.為保證機械設備經常處於良好的技術狀態，隨時可以投入運行，減少故障停機日，提高機械完好率、利用率，減少機械磨損，延長機械使用壽命，降低機械運行和維修成本確保安全生產，必須強化對機械設備的維護保養工作

2.機械保養必須貫徹“養修並重，預防為主”的原則，做到定期保養、強制進行，正確處理使用、保養和修的關係，不允許只用不養，只修不養

3.各班組必須按機械保養規程、保養類別做好各類機械的保養工作，不得無故拖延，特殊情況需經分管專工批准後方可延期保養，但一般不得超過規定保養間隔期的一半

4.保養機械要保證質量，按規定項目和要求逐項進行，不得漏保或不保。保養項目、保養質量和保養中發現的問題應作好記錄，報本部門專工

5.保養人員和保養部門應做到“三檢一交（自檢、互檢、專職檢查和一次交接合格）”，不斷總結保養經驗，提高保養質量

6.資產管理部定期監督、檢查各單位機械保養情況，定期或不定期抽查保養質量，並進行獎優罰劣。

磁粉制動器用途十分廣泛，大致有如下幾種類型：

磁粉制動器(4張)

啓動、制動控制 這種應用包括普通的啓動（離合器）和制動（制動器），由於電動機為空載啓動，而啓動負載時，可以充分利用電動機的最大轉矩。所以即使負載的GD2 或啓動阻力很大，也能很容易地將其啓動起來，並且啓動過程平穩，不會引起明顯地衝擊。另外，由於電動機完全空載啓動，所以對改善電動機的工作條件，延長其使用壽命有很大好處。此外，根據轉矩特性，只須調節激磁電流，即可達到控制啓、制動時間，或改變啓、制動過程曲線的目的。

實際應用包括大型傳輸設備、行走起重機械、大型鼓風機、軸流風機、空氣壓縮機、水泥窯、造紙機、旋轉衝擊機械、碾壓、軋製機械、拉拔絲機、大型紡織、印染、印刷機械，以及各種工業機械的寸動與操作。

機牀電氣故障檢修一般可分為以下幾個步驟：

（1）準備工作

準備工作包括準備必須的工具、儀表、機牀電路圖和其他資料等

（2）讀圖

對於要檢修的機牀，首先必須讀懂電路原理圖。（3）通過"一問、二看、三摸、四聽、五操作"，弄清楚故障現象和故障發生前後的情況。

一問：向機牀操作者詢問了解故障發生的前後情況；故障是突然發生的還是經常發生的？有什麼異常現象出現？有什麼失常現象？等等。這樣準確掌握初始的第一手資料，有利於判斷故障發生的部位，迅速找出故障點。

二看：認真觀察機牀電器或線路的表面情況。

三聽：啓動機牀，聽電動機、控制變壓器、接觸器、繼電器等是否有異常聲和閉合聲。

四摸：當機牀運行一段時間後，切斷電源，用手模有關電器的外殼或電磁線圈，檢查是否有不止常的發熱現象等。

五操作：從啓機開始，對機牀的所有功能進行一一操作演示，在一步一步的操作中仔細觀察操作過程，從中查找發現機牀的電氣故障，以利於迅速準確無誤地確定機牀的電氣故障範圍。

（4）根據故障現象結合電路圖分析故障大致範圍

由以上"問、看、聽、摸、操作"等過程基本弄清楚故障的現象後，這時即可結合電路圖分析故障的大致範圍，然後採用相應的檢測方法，找出故障點。

（5）更換元器件

故障點找出後，需要更換元器件。

以車牀為例，典型機牀常見故障的類型有：

（1）漏電自動開關合不上；

（2）三台電動機均不能起動；（3）主軸電動機不能起動；

（4）按下主軸電動機起動按鈕SBl，電動機發出嗡嗡聲，不能起動；

（5）主軸電動機起動後，鬆開起動按鈕，電動機停止；

（6）按下停止按鈕，主軸電動機M1不停止；

（7）冷卻泵電動機M2不能起動；

（8）快移電動機不能起動；

（9）照明燈不亮；

（10）指示燈不亮。等等。

準備工作

1）技術資料準備

技術資料是調試與維修工作的指南，它在調試與維修工作中起着至關重要的作用，藉助於技術資料可以大大提高調試與維修工作的效率。常用的技術資料有：

①設備的控制要求彙總表；

②設備電氣與PLC控制原理圖；

③設備電氣與PLC接線圖；

④設備電氣元件與PLC佈置圖；　⑤PLC使用手冊、編程手冊

⑥設備PLC程序清單(初稿)；

⑦PLC特殊功能模塊、專用控制裝置(如變頻器、驅動器等)的使用説明書等。

但是，設備到達生產現場(用户)後，PLC控制系統的調試工作有可能不是由設計者本人承擔，因此，調試人員需要有對設備、生產現場的控制要求、系統設計思想的瞭解與熟悉過程，為此，現場調試人員應在以上資料的基礎上增加以下資料：

①設備的操作手冊(包括設備的控制要求與動作過程)；

②設備主要部件的結構原理示意圖；

③設備液壓、氣動、潤滑系統圖；

④設備最終的PLC程序清單等。

（2）調試與維修工具準備

合格的調試、維修工具是進行PLC系統調試與維修的基本條件．PLC控制系統常用的調試與維修工具主要有以下幾種：

1)數字萬用表；2)PLC編程器；　3）示波器

1、磁粉制動器用直流電作激磁電源。

2、磁粉制動器傳動軸水平安裝；傳動軸與聯軸節的安裝精度為H8/f8；禁止用鐵錘敲擊裝配；傳動軸和與其對接的軸的安裝同軸度為+0.03mm。

3、磁粉制動器在運輸過程中，常使磁粉聚集到某處，可能會出現“卡死”現象，可將制動器整體翻動，使磁粉鬆散開來，或用槓桿撬動。為了防止運輸中磁粉沉澱，CZ-50以上磁粉制動器在測試後將磁粉倒出來另裝，可在跑合過程中將磁粉從磁粉孔逐漸注入。

4、水冷磁粉制動器先通水後運轉，禁止無水運轉（水壓1.5～3kg/cm2）。應使進出水管呈上下分佈，進水管在下，出口水管在上。

5、磁粉制動器不支持使用徑向承受主傳動力的安裝方式。

6、磁粉制動器首次使用前，通以30%的額定電流，運轉10秒鐘後斷電再通電，反覆幾次，保證磁粉流動性和均勻分佈。

7、磁粉制動器不能超轉矩、轉速使用，否則磁粉壽命會急劇下降，或者出現漏粉、卡死

1、請注意濕氣。磁粉受潮的話，性能會變得不穩定，所以要特別小心，不要讓油或水分侵入內部。特別是安裝於齒輪箱時，油分會透過軸部侵入內部，所以要用薄膜完全封住。

2、請注意表面温度。連續運轉所造成的表面最高温度為運轉時90度以下，超過該數值時，耐久性會大為降低。請務必以上述界限温度為標準，使用時務必保持在所容許的滑動工作率之內。

1.由於在運輸過程中或放置時間過長導致在兩組單元之間填有的磁粉散落一邊，且在開機前未做激磁造成卡死。

2.由於產品製造精度低，轉子的同心度不夠，造成輸出轉矩不均或卡住。

3.在生產過程中封入磁粉過量造成。

4.使用劣質磁粉造成。

1.正式運轉前或裝置移動後，必須作均勻運轉才能正式操作。這樣才能產生平滑的轉矩，均勻運轉方式如下：在無激磁狀態下，驅動側儘可能高速（1800rpm以下）迴轉約1分鐘後，設定激磁電流在額定的1/4-1/5，一方面迴轉驅動側，一方面5秒間開，10秒間關，間竭激磁約20次。

2.在選擇購買磁粉離合器/磁粉制動器時，最好選擇質量有保證的產品。

一、CNC精密製造，精確度高，加工精細，線性度好，性能優越 。

二、磁粉純度高，不加黑色碳粉，性能穩定，壽命長。

三、鋁合金構造，具有優良的散熱性能，良好的退磁性，響應速度快。

四、運行平穩、在啓動、運行、制動狀態下，無振動、無衝擊、無噪聲。

1.安裝時注意事項

a. 要十分注意避免安裝中所產生的安裝偏差

（1）上緊壓蓋應在聯軸器找正後進行，螺栓應均勻上支，防止壓蓋端面偏斜，用塞尺檢查各點，其誤差不大於0.05毫米。

（2）檢查壓蓋與軸或軸套外徑的配合間隙（即同心度），四周要均勻，用塞尺檢查各點允差不大於0.01毫米。

b. 彈簧壓縮量要按規定進行，不允許有過大或過小現象，要求誤差2.00毫米。過大會增加端面比壓，另速端面磨損。過小會造成比壓不足而不能起到密封作用。

c. 動環安裝後髯保證能在軸上靈活移動，將動環壓向彈簧後應能自動彈回來。

2.拆卸時注意事項

a. 在拆卸機械密封時要仔細，嚴禁動用手錘和扁鏟，以免損壞密封元件。可做一對鋼絲勾子，在對自負盈虧方向伸入傳動座缺口處，將密封裝置拉出。如果結垢拆卸不下時，應清洗乾淨後再進行拆卸。

b. 如果在泵兩端都用機械密封時，在裝配，拆卸過程中互相照顧，防止顧此失彼。

c. 對運行過的機械密封，凡有壓蓋鬆動使密封發生移動的情況，則動靜環零件必須更換，不應重新上緊繼續使用。因為在之樣楹動後，摩擦副原來運轉軌跡會發生變動，接觸面的密封性就很容易遭到破壞。

機封正常運行和維護問題

a、全面檢查機械密封，以及附屬裝置和管線安裝是否齊全，是否符合技術要求。

b、機械密封啓動前進行靜壓試驗，檢查機械密封是否有泄漏現象。若泄漏較多，應查清原因設法消除。如仍無效，則應拆卸檢查並重新安裝。一般靜壓試驗壓力用2~3公斤/平方釐米。

c、按泵旋向盤車，檢查是否輕快均勻。如盤車吃力或不動時，則應檢查裝配尺寸是否錯誤，安裝是否合理。

a、啓動前應保持密封腔內充滿液體。對於輸送凝固的介質時，應用蒸氣將密封腔加熱使介質熔化。啓動前必須盤車，以防止突然啓動而造成軟環碎裂。

b、對於利用泵外封油系統的機械密封，應先啓動封油系統。停車後最後停止封油系統。

c、熱油泵停運後不能馬上停止封油腔及端面密封的冷卻水，應待端面密封處油温降到80度以下時，才可以停止冷卻水，以免損壞密封零件。

a、泵啓動後若有輕微泄漏現象，應觀察一段時間。如連續運行4小時，泄漏量仍不減小，則應停泵檢查。

b、泵的操作壓力應平穩，壓力波動不大於1公斤/平方釐米。

c、泵在運轉中，應避免發生抽空現象，以免造成密封面幹摩擦及密封破壞。

d、密封情況要經常檢查。運轉中，當其泄漏超過標準時，重質油不大於5滴/分，輕質油不大於10/分，如2-3日內仍無好轉趨勢，則應停泵栓查密封裝置。

1、機械本體：機械本體包括機架、機械連接、機械傳動等，它是機電一體化的基礎，起着支撐系統中其他功能單元、傳遞運動和動力的作用。與純粹的機械產品相比，機電一體化系統的技術性能得到提高、功能得到增強，這就要求機械本體在機械結構、材料、加工工藝性以及幾何尺寸等方面能夠與之相適應，具有高效、多功能、可靠和節能、小型、輕量、美觀的特點。

2、檢測傳感部分：檢測傳感部分包括各種傳感器及其信號檢測電路，其作用就是檢測機電一體化系統工作過程中本身和外界環境有關參量的變化，並將信息傳遞給電子控制單元，電子控制單元根據檢查到的信息向執行器發出相應的控制。

3、電子控制單元：電子控制單元又稱和節奏發出相應的指令，控制整個系統有目的地進行。

4、執行器：執行器的作用是根據電子控制單元的指令驅動機械部件的運動。執行器是運動部件，通常採用電力驅動、氣壓驅動和液壓驅動等幾種方式。

5、動力源：動力源是機電一體化產品能量供應部分，其作用是按照系統控制要求向機械系統提供能量和動力使系統正常運行。提供能量的方式包括電能、氣能和液壓能，以電能為主。

允許連續滑差下使用是磁粉制動器主要特性之一，但隨之滑差時間的長短，所生產、積累的熱量就越多，從而直接致使磁粉制動器整體(各部件及表面)的温度上升。而內部的温度高低就直接影響到允許連續滑差功率的重要因素，各磁粉離合器廠家設定的額定允許連續滑差功率值，就能有效地保護、提高磁粉制動器的使用壽命、性能、效率。

在正常負載的過程中，對具有慣性的啓動磁粉制動時，磁粉會與工作面生產滑差，有滑差產生就會熱量產生，即是生產摩擦熱量。磁粉制動器內部、各部件的温度就會隨之上升，摩擦熱量越大，內部及各部件的温度就會越高。當然，這種情況通常情況下是可以避免的，除了磁粉制動器機構為各機型分別設定的允許連接功率外，還必須得在設定的範圍內進行使用。

磁粉制動器散熱工作一般僅靠兩個鋁後蓋（自冷式或者風冷式），或 者是其它的散熱裝置。磁粉制動器散熱類型最為常見的自冷式、水冷式兩種，自 冷式即由磁粉制動器本身裝置的鋁殼蓋來進行散熱和周邊風流環境，而水冷式則依靠水來使磁粉剎車器內部與表面温度下降，從而提供磁粉的使用與性能。這兩種散熱方式的主要目的就是降低磁粉剎車器內部與表面的温度，提高磁粉制動器與磁粉的使用壽命和性能以及工作效率。