专利名称：带有打开状态检测的内置式电磁制动器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电磁制动器，尤其涉及一种带有打开状态检测的内置式电磁制动
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背景技术：
电磁制动器(俗称刹车、抱闸)是一种使机械中的运动件停止或减速的部件，电磁制动器是现代工业中一种理想的自动化执行元件，在机械传动系统中主要起传递动力和控制运动等作用。电磁制动器具有结构紧凑，操作简单，响应灵敏，寿命长久，使用可靠，易于实现远距离控制等优点。电磁制动器主要与电机配套，广泛应用于冶金、建筑、化工、食品、 机床、舞台、电梯、轮船、包装等机械部件中，以及在断电时(防险)制动等场合。制动器主要由制动架、制动件和操纵装置等组成。按结构形式可分为内置式(参见图1)和外置式两种。某企业热轧设备1580轧线上的辅传动装置都为交-直-交变频装置，能对各类机械驱动装置进行良好的加减速控制，电磁制动器的功效趋向于停机位置的锁定作用。由于轧机中冷却水、粉尘等环境因素的影响，相对密闭的内置式电磁制动器在现场被广泛使用。 参见图1，一种内置式电磁制动器，包括衔铁2、励磁线圈14、励磁线圈座4，弹簧3、动闸片 9、11、静闸片10，内置式电磁制动器安装于电机后端盖13上，电机转动轴5上经键7套装外齿内套12，外齿内套12上固定装有两片动闸片9、11 ；在电机后端盖13上还固定装有制动器端座15，励磁线圈14安装在励磁线圈座4内，励磁线圈座4经内六角螺杆1安装在制动器端座15上，其中在励磁线圈座4与制动器端座15间的内六角螺杆1外还套装有定位套管8，定位套管8上装有衔铁2和静闸片10，励磁线圈座4上沿轴向开有浅孔，浅孔内放置弹簧3，弹簧3的另一端抵住衔铁2，衔铁2、第一片动闸片9、静闸片10、第二片动闸片11、端座15沿电机转动轴5轴向依次排列，在励磁线圈座4、衔铁2和制动器端座15外安装有外罩6，将电磁制动器封闭起来。电磁制动器的工作原理是电磁制动器有两部分组成，闸片部分和电磁部分，间片部分一般安装在传动部分的主轴上，当主轴转动时，电磁部分通电闸片松开，主轴停止时电磁部分电源断开，闸片抱住主轴进行制动。电磁制动器正常工作时， 励磁线圈14通电后产生磁场，吸合衔铁2，衔铁2通过对动闸片9、11和静闸片10的分离实现电机转动轴5能够转动。虽然内置式电磁制动器能使用于潮湿、多尘的环境，但随着密封件的老化，主要是密封圈及电机轴承间隙的问题，水气也会慢慢进入其中，从而造成内置式电磁制动器内的闸片生锈、腐蚀，特别是闸片上的耐磨材质受潮后容易剥落。所以，内置式电磁制动器内部受潮后，时间一长，就会出现因生锈、腐蚀而造成制动器动作不灵活或剥落的小片卡于间隙中，致使内置式电磁制动器不能及时打开或打开不到位的异常状况。一旦电磁制动器出现以上情况，就会使电机因附加受力而驱动不畅或驱动不了，从而使得轧机中的相应轧钢位置不到位造成废钢，或不能及时把相关设备运送到轧机内造成停机故障。目前还没有一种对内置式电磁制动器打开状态异常情况能进行有效判断的手段。 另外，由于内置式电磁制动器打开状态异常情况难以判别，加上对于相应电机可能驱动多级复杂的机械负载，致使排除故障时间大大延长。发明内容本实用新型的目的在于提供一种带有打开状态检测的内置式电磁制动器，该制动器能对内置式电磁制动器在需打开状态的情况下出现由于未能完全打开或打开不到位异常情况，进行有效实时监测，防止内置式电磁制动器打开状态异常出现废钢停机的事故。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案—种带有打开状态检测的内置式电磁制动器，包括检测电桥、信号放大电路、状态显示电路和电源电路；所述检测电桥由电阻R1、R2、R3以及安置于电磁制动器衔铁内的力敏电阻&组成测力电桥；所述信号放大电路由电阻R4、R5、R6和运算放大器FDQ组成，电阻R4、R5、R6和运算放大器FDQ构成反相放大电路，检测电桥输出接信号放大电路；所述状态显示电路由三极管BG1、电阻R7和发光二极管LEDl组成，运算放大器 FDQ输出通过电阻R7接到三极管BGl的基极，三极管BGl集电极接发光二极管LEDl ；所述电源电路为检测电桥、信号放大电路、状态显示电路提供工作电源，电源电路从励磁线圈工作电源取出，由电阻R9、R10分压得到，并串接限流电阻R8，并接稳压二极管W 和电容C后输出；所述力敏电阻&安装在衔铁内，用于检测衔铁的吸合。所述励磁线圈工作电源上并接发光二极管LED2和电阻R11，其中发光二极管LED2 和电阻Rll串接。所述力敏电阻&安装位置为在所述电磁制动器的衔铁外沿沿轴向开有通孔，与通孔位置相对应的励磁线圈座上固定装有保护套，保护套伸向衔铁内通孔，保护套内装有力敏电阻，在衔铁通孔内旋装有内部空心的中空螺栓，中空螺栓一端被螺母固定，另一端与力敏电阻相对应，衔铁吸合时，衔铁上的中空螺栓压向力敏电阻，使力敏电阻的阻值发生变化；力敏电阻引出线经中空螺栓空心处引向所述电磁制动器外。所述力敏电阻端部装有滑块，衔铁吸合时，衔铁上的中空螺栓先压向滑块。本实用新型通过增加检测电桥、信号放大电路、状态显示电路、电源电路和对电磁制动器衔铁部分加装力敏电阻后实现的，能对内置式电磁制动器在需打开状态的情况下出现由于未能完全打开或打开不到位异常情况，进行有效实时监测，根据监测结果判断其工作的稳定性及可靠性，从而能对电磁制动器工作状态进行监控，进而对电机发生过载或堵载的故障迅速进行判断，防止内置式电磁制动器打开状态异常出现废钢停机的事故。
图1为现有的内置式电磁制动器结构示意图；图2为本实用新型带有打开状态检测的内置式电磁制动器的结构示意图；图3为本实用新型带有打开状态检测的内置式电磁制动器电气原理图。图中1固定内六角螺杆，2衔铁，3弹簧，4励磁线圈座，5电机转动轴，6外罩，7键， 8定位套管，9、11动闸片，10静闸片，12外齿内套，13电机后端盖；14励磁线圈，15制动器端座。23双螺母，24中空螺栓，25滑块，26力敏电阻，27保护套。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。参见图2、图3，一种带有打开状态检测的内置式电磁制动器，是在现有的内置式电磁制动器(参见图1)上通过增加相关电路和对电磁制动器衔铁部分加装力敏电阻后实现的，具体是一种内置式电磁制动器还包括检测电桥、信号放大电路、状态显示电路和电源电路；所述检测电桥由电阻R1、R2、R3以及安置于电磁制动器衔铁内的力敏电阻&组成测力电桥，力敏电阻&安装在衔铁2内，用于检测衔铁2的吸合。所述力敏电阻&安装位置为在所述电磁制动器的衔铁2外沿沿轴向开有通孔， 该通孔可以位于衔铁2上现有的安装定位套管8的孔之间，与通孔位置相对应的励磁线圈座4上固定装有保护套27，保护套27伸向衔铁2内通孔，保护套27内装有力敏电阻沈，力敏电阻沈端部装有滑块25，在衔铁2通孔内旋装有内部空心的中空螺栓24，中空螺栓M 一端被螺母23固定，其中螺母23为双螺母，便于固定中空螺栓M，中空螺栓M另一端与力敏电阻沈相对应，衔铁2吸合时，衔铁2内的中空螺栓M压向滑块25，再传递至力敏电阻沈，这样力敏电阻沈受力均勻，并且力敏电阻沈的阻值发生变化；力敏电阻沈引出线经中空螺栓M空心处引向所述电磁制动器外。设置中空螺栓M便于根据衔铁2动作幅度，以及闸片磨损变薄情况，加以调整，从而能调整中空螺栓M压至力敏电阻沈的位置。所述信号放大电路由电阻R4、R5、R6和运算放大器FDQ组成，电阻R4、R5、R6和运算放大器FDQ构成反相放大电路，检测电桥输出接信号放大电路，将检测信号放大。所述状态显示电路由三极管BG1、电阻R7和发光二极管LEDl组成，运算放大器 FDQ输出通过电阻R7接到三极管BGl的基极，三极管BGl集电极接发光二极管LEDl。所述电源电路为检测电桥、信号放大电路、状态显示电路提供工作电源，电源电路从励磁线圈14工作电源取出，励磁线圈14工作电源为直流电90V，由电阻R9、RlO分压得到，并串接限流电阻R8，并接稳压二极管W和电容C后输出。为了方便判断内置式电磁制动器的打开状态是否正常，所述励磁线圈工作电源上并接发光二极管LED2和电阻R11，其中发光二极管LED2和电阻Rll串接。当内置式电磁制动器的励磁线圈14通电打开时，发光二极管LED2发光；当内置式电磁制动器的励磁线圈 14关闭断电时，发光二极管LED2不发光。本实用新型带有打开状态检测的内置式电磁制动器的工作过程当内置式电磁制动器需打开时，制动器中励磁线圈14得电，产生的电磁力吸引衔铁2，同时压迫力敏电阻沈(或力敏电阻&)，使其阻值改变，从而打破检测电桥平衡，使得取自检测电桥的电压产生变化。当制动器打开状态正常时力敏电阻26受压力大，&阻值变小，使B点电位降低；当打开状态不正常时力敏电阻沈受压力小或不受力，&阻值变化不大或不变，使B点电位升高。A点电位由Rl和R2分压后固定。检测电桥的输出电压经信号放大电路放大，制动器打开状态正常时，B点电位降低，运放器FDQ输出电压升高(正电平)；制动器打开状态不正常时，B点电位升高，运放器 FDQ输出电压降低(负电平)。
5[0033]在制动器关闭状态时，即力敏电阻沈不受力的情况下，三极管BGl的基极为低电平而截止。正常情况下，在电磁制动器打开状态时，即力敏电阻沈受力，三极管BGl的基极为高电平而导通，使发光二极管LEDl发光。电源电路的作用是为上述电路提供工作电源，其取用的是制动器励磁线圈14工作电源，所以，电源电路只有在制动器需打开时才工作。在取用的电源电路上还装接了一个发光二极管LED2，该发光二极管LED2点亮说明本制动器应该在打开状态，结合第一个发光二极LEDl的状态就很容易判断出本制动器的打开状态是否正常。即两个发光二极管LED1、 LED2都发光，制动器的打开状态正常；第二发光二极管LED2 (如黄点)发光，第一发光二极管LEDl (如红色)不发光，制动器的打开状态不正常。应用上述电路，选择好相应的元器件，安装于电路板上，经过调试后安放于接线盒 (一般与电机合用一个接线盒)中，把两个发光二极管LED1、LED2通过密封措施外露在接线盒的表面就能及时了解内置式制动器的打开状态有无异常，从而能及时制定应对措施，避免造成不必要的停机故障。本实用新型的技术方案中的检测元件为力敏电阻沈，利用力敏电阻沈阻值随外加力大小而改变的原理，在内置式电磁制动器处于关闭状态时，励磁线圈座4和衔铁2之间存在一定的间隙。衔铁2、静闸片10和制动器端座15之间为动闸片9、11，由于动闸片9、11 的直径小于衔铁2和静闸片10的直径，故在衔铁2外沿间留有比较大的空间。力敏电阻沈安置在内置式电磁制动器衔铁2外沿的小孔内，并设置有保护和调节部件。本实用新型通过增加检测电桥、信号放大电路、状态显示电路、电源电路和对电磁制动器衔铁部分加装力敏电阻后实现的，能对内置式电磁制动器在需打开状态的情况下出现由于未能完全打开或打开不到位异常情况，进行有效实时监测，根据监测结果判断其工作的稳定性及可靠性，从而能对电磁制动器工作状态进行监控，进而对电机发生过载或堵载的故障迅速进行判断，防止内置式电磁制动器打开状态异常出现废钢停机的事故。以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围， 因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种带有打开状态检测的内置式电磁制动器，其特征是所述电磁制动器还包括检测电桥、信号放大电路、状态显示电路和电源电路；所述检测电桥由电阻R1、R2、R3以及安置于电磁制动器衔铁内的力敏电阻Rl组成测力电桥；所述信号放大电路由电阻R4、R5、R6和运算放大器FDQ组成，电阻R4、R5、R6和运算放大器FDQ构成反相放大电路，检测电桥输出接信号放大电路；所述状态显示电路由三极管BG1、电阻R7和发光二极管LEDl组成，运算放大器FDQ输出通过电阻R7接到三极管BGl的基极，三极管BGl集电极接发光二极管LEDl ；所述电源电路为检测电桥、信号放大电路、状态显示电路提供工作电源，电源电路从励磁线圈工作电源取出，由电阻R9、RlO分压得到，并串接限流电阻R8，并接稳压二极管W和电容C后输出；所述力敏电阻&安装在衔铁内，用于检测衔铁的吸合。
2.根据权利要求1所述的带有打开状态检测的内置式电磁制动器，其特征是所述励磁线圈工作电源上并接发光二极管LED2和电阻R11，其中发光二极管LED2和电阻Rll串接。
3.根据权利要求1所述的带有打开状态检测的内置式电磁制动器，其特征是所述力敏电阻&安装位置为在所述电磁制动器的衔铁外沿沿轴向开有通孔，与通孔位置相对应的励磁线圈座上固定装有保护套，保护套伸向衔铁内通孔，保护套内装有力敏电阻，在衔铁通孔内旋装有内部空心的中空螺栓，中空螺栓一端被螺母固定，另一端与力敏电阻相对应， 衔铁吸合时，衔铁上的中空螺栓压向力敏电阻，使力敏电阻的阻值发生变化；力敏电阻引出线经中空螺栓空心处引向所述电磁制动器外。
4.根据权利要求3所述的带有打开状态检测的内置式电磁制动器，其特征是所述力敏电阻端部装有滑块，衔铁吸合时，衔铁上的中空螺栓先压向滑块。
专利摘要本实用新型公开了一种带有打开状态检测的内置式电磁制动器，检测电桥由电阻R1、R2、R3以及安置于电磁制动器衔铁内的力敏电阻RL组成测力电桥，力敏电阻RL用于检测衔铁的吸合；信号放大电路由电阻R4、R5、R6和运算放大器FDQ组成反相放大电路，检测电桥输出接信号放大电路；状态显示电路由三极管BG1、电阻R7和发光二极管LED1组成，运算放大器输出通过电阻R7接到三极管的基极，三极管集电极接发光二极管；电源电路为检测电桥、信号放大电路、状态显示电路提供工作电源，电源电路从励磁线圈工作电源取出，由电阻R9、R10分压得到，并串接限流电阻R8，并接稳压二极管W和电容C后输出。
文档编号F16D66/00GK201944165SQ201120032570
公开日2011年8月24日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日
发明者徐明红, 汪卫明, 钟云峰, 黄健 申请人:宝山钢铁股份有限公司