专利名称：电磁制动器及其摩擦件、摩擦件的制造方法
技术领域：
本发明属于电梯制动技术领域，特别涉及一种电磁制动器及其摩擦件、摩擦件的 制造方法。
背景技术：
电磁制动器是电梯安全运行必不可少的保护装置，其具有制动和复位两种状态， 当电梯异常运行时，系统切断电源，电磁铁失去电磁力，在弹簧的弹力作用下，推动摩擦片 接触曳引轮，逐渐制停运行的电梯轿厢，实现制动功能，从而有效地防止电梯轿厢因异常运 动而产生危险。当系统实现制动后，可通过人工方式使制动器复位。当系统正常通电工作 时，电磁铁产生电磁力，摩擦片松闸(即摩擦片脱离曳引轮)，制动器处于复位状态，曳引机 处于正常工作状态，其带动电梯轿厢作上下运动。现有的电磁制动器存在以下缺陷。1、首先，摩擦片采用固定连接方式，当抱闸时，由于存在制造及安装误差，摩擦片 与曳引轮往往存在接触不良的现象，两者非完全的面接触，通常为线接触或点接触，由于两 者的接触点少，致使制动闸瓦与制动轮之间不同心或倾斜，造成两侧间隙不一致，制动力不 足，安全性降低，并且摩擦片地磨损很快，而磨损后的摩擦片存在的上述问题更加严重，控 制极不稳定；其次，摩擦片采用无石棉有机物材料制成，其摩擦系数小，瞬间摩擦系数变化 大，制动过程中摩擦力小，制动过程长，容易产生较大热量并造成制动闸瓦的温度较高；为 了形成较大制动力，就需要更强的弹簧力，而弹簧力的增大又会造成电磁力过大，此情况容 易造成与曳引轮直接接触的摩擦片严重磨损，大片脱落或烧毁。若采用金属材料制作摩擦 片，在理论上而言，虽然其制动时可以增大摩擦力，但是a、金属摩擦片与金属曳引轮之间 为非面式接触，摩擦片的磨损很快；b、金属摩擦片与金属曳引轮之间接触时，会产生很大的 噪音，从而无法达到曳引机制动器噪音的强制性标准要求。若要减小两者接触时产生的噪 音，就必须减小动板与静板的间隙，而间隙的减小，微动开关又无法检测其动板的动作，故 现有的曳引机制动器还无法采用金属材料制的摩擦片。最后，摩擦片磨损后，更换或调整摩 擦片操作非常麻烦，现场调整控制难度较大，性能重复性差，降低使用寿命。2、弹簧调整难于控制，容易过紧，造成制动力过大。当电压过低或线路故障、制动 闸瓦粘连、电磁铁衔铁之间间隙过大时，易造成吸力不足，或是电磁铁衔铁之间间隙过小 时，造成铁芯吸合行程过小，从而不能打开制动闸，造成制动器不能正常复位。同时，由于电 压过低或制动构件故障、制动间瓦粘连，使电子机械控制开关测量和间隙量在时间上造成 反应速度慢，从而不能及时松闸，造成制动器松闸动作缓慢，同时由于间隙量的存在使噪音 变大，而噪音系数在曳引机制动器中有着强制性的标准要求。3、目前制动器普遍采用单线圈结构，单线圈结构存在一些技术缺陷，为此，中国专 利号200820106008.6公开了一种多线圈板块式制动器，其在基座中装有至少两个圆环形 线圈绕组，而其基座是并放置线圈，此专利技术方案虽有其优点，但一整块钢件通过数控车 床加工出多个圆环形槽而形成基座，其加工费时费力，且制造成本高。
4、目前曳引机使用的开关都是机械式微动开关，其存在使用寿命低、工作不可靠 的技术缺陷；再者，其检测精度低，如对动板和静板之间的小间隙(如0. 3mm)，现有的机械 式微动开关根本无法检测。此外，目前的电梯曳引机制动器都没有摩擦片的过磨损检测功 能，只能凭人工拆卸制动器来检查摩擦片是否需要调整或更换。以上诸多问题致使制动器的安全稳定性 相对差，难于满足制动力矩大、构件强度 高、磨损量小、摩擦片发热温度低、上闸制动平稳、噪音小、松闸灵活并能完全松开、轮廓尺 寸小和安装简便等技术要求，必然带来控制不稳定和结构复杂、制造成本高等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供了一种电磁制动器，为达 到前述技术目的，本发明采取以下技术方案电磁制动器，包括铁芯组件、磁顶板组件、摩擦件、手动松间组件，磁顶板组件包括 磁顶板，手动松闸组件包括螺栓，铁芯组件包括铁芯底板、铁芯外圈、铁芯内圈、线圈及骨 架，铁芯底板内侧面固定铁芯外圈、铁芯内圈，铁芯外圈形成数个孔，铁芯内圈处于铁芯外 圈的孔内，铁芯内圈与铁芯外圈间形成槽，槽内安装绕有线圈的骨架；与铁芯底板相平行布设的磁顶板处于铁芯外圈、铁芯内圈及线圈的下方，磁顶板 与铁芯底板通过数根双头螺柱及处于中部的螺栓相连，螺栓穿过铁芯底板、磁顶板，螺栓伸 出磁顶板之外的端部旋入螺母；螺栓外套松间弹簧，并旋入一调节螺母，松间弹簧的两端分 别顶于铁芯底板内壁、调节螺母；双头螺柱穿过铁芯底板、铁芯外圈及磁顶板，双头螺柱外 套弹簧，弹簧两端分别顶于铁芯底板、磁顶板内壁；双头螺柱伸出磁顶板之外的端部旋入垫 圈；摩擦件处于磁顶板的外侧面，摩擦件与磁顶板横向定位，摩擦件采用金属制成；磁顶板的外侧面中部向内凹形成球面状，摩擦件的外侧面中部向外凸呈球面状， 与磁顶板外侧面的内凹球面部相适配；或者，磁顶板的外侧面中部向外凸形成球面状，摩擦 件的外侧面中部向内凹呈球面状，与磁顶板外侧面的外凸球面部相适配。所述的电磁制动器，铁芯外圈形成一对圆孔，所述的铁芯内圈呈圆柱形，铁芯内圈 同圆心安装于铁芯外圈的圆孔内；铁芯外圈、铁芯内圈与铁芯底板通过数颗螺钉固定相连。所述的电磁制动器，摩擦件包括摩擦片、摩擦片座、摩擦片底座，摩擦片采用铍青 铜制成，摩擦片座采用铝制成，摩擦片复合于摩擦片座的外侧面，摩擦片座的内侧面通过沉 头螺钉与摩擦片底座固定相连；摩擦片的摩擦面为弧形面；摩擦片底座通过压簧片及螺钉 与磁顶板相连；所述摩擦件外侧面中部的内凹球面或外凸球面设于摩擦片底座的外侧面中 部。所述的电磁制动器，摩擦片底座的内凹球面或外凸球面中部开有凹孔，凹孔内伸 入所述螺栓的端部及旋于螺栓端部的螺母。所述的电磁制动器，铁芯组件与磁顶板组件间设有间隙调节组件，该调节组件包 括调节螺母、调节螺丝和沉头螺钉，沉头螺钉穿过铁芯底板后旋入调节螺丝上端，调节螺丝 穿过铁芯外圈及磁顶板，调节螺丝伸出磁顶板的端部旋入调节螺母；调节螺丝形成台阶，调 节螺丝的台阶与磁顶板内壁相顶。所述的电磁制动器，磁顶板穿伸调节螺丝的穿孔处安装往复轴承。所述的电磁制动器，磁顶板内侧面固定有减震垫，减震垫凸出于磁顶板的表面。
所述的电磁制动器，双头螺柱伸出铁芯底板的端部旋入螺母及垫圈。所述的电磁制动器，铁芯组件安装安装霍尔传感器，霍尔传感器与控制电路相连；磁顶板安装有与霍尔传感器位置相对应的永磁铁。本发明还公开了一种电磁制动器的摩擦件，由金属制成，包括摩擦片、摩擦片座、摩擦片底座，摩擦片复合于摩擦片座的外侧面；摩擦片座的内侧面与摩擦片底座固定相连， 摩擦片底座的外侧面中部向外凸呈球面状或者向内凹呈球面状。所述的电磁制动器的摩擦件，摩擦片采用铍青铜制成，摩擦片的摩擦面为弧形面， 摩擦片座采用铝制成。本发明还公开了一种电磁制动器摩擦件的制造方法，其按以下步骤进行一、冲切落料选用铍青铜板材，置于落料模具中，采用冲床冲切落料；二、冲压成型将冲切落料的铍青铜板置于成型模具中，采用冲床将铍青铜板冲压 成横截面呈弧形状；三、时效硬化处理采用真空炉对冲压成型的铍青铜加热并保温；四、与铝基座压铸成型以冲压成型并经时效处理后的铍青铜作为嵌件，置于预热 模具内定位，留模，注入铝水，将铍青铜与铝基座压铸成型，然后保压，再水冷；压铸成型的 铝基座外侧面中部向外凸呈球面状或者向内凹呈球面状；五、对铍青铜的外弧面通过砂轮进行磨削及研磨。进一步，所述的电磁制动器摩擦件的制造方法，其在第一步中，将选用铍青铜板材 冲切成方形，并冲出数个圆形通孔及方形防脱缺口，通孔以方形板的中心点为圆心沿四周 均布，防脱缺口呈对称布置于两相对边沿，且防脱缺口靠近另两边沿；第二步中，将不带防 脱缺口的两边折起，并拉伸通孔；同时将冲切落料的铍青铜板置于成型模具中，采用冲床将 铍青铜板冲压成横截面呈弧形状。进一步，所述的电磁制动器摩擦件的制造方法，其在第三步中，采用真空炉加热， 以250°C 450°C温度保温2 5小时。进一步，所述的电磁制动器摩擦件的制造方法，其在第四步中，在预热模具 150°C 210°C下定位，留模时间4. 0 8. Os，铝水以压射速度3. 0 4. Om/s，压射力3000 4000N，压铸温度650700°C成型，保压时间2. O 5. Os。本发明还公开了一种电磁制动器摩擦件的制造方法的另一种技术方案，其按以下 步骤进行一、冲切落料选用铍青铜板材，置于落料模具中，采用冲床冲切落料；二、冲压成型将冲切落料的铍青铜板置于成型模具中，采用冲床将铍青铜板冲压 成横截面呈弧形状；三、时效硬化处理采用真空炉对冲压成型的铍青铜加热并保温；四、与摩擦片座压铸成型以冲压成型并经时效处理后的铍青铜作为嵌件，置于预 热模具内定位，留模，注入铝水，将铍青铜与摩擦片座压铸成型，然后保压，再水冷；五、对铍青铜的外弧面通过砂轮进行磨削及研磨。六、在模具中压铸成型外侧面中部外凸或内凹且呈球面状的摩擦片底座；七、将第六步制成的摩擦片底座与经第五步处理的摩擦片座固定连接。进一步，所述的电磁制动器摩擦件的制造方法，其在第一步中，将选用铍青铜板材冲切成方形，并冲出数个圆形通孔及方形防脱缺口，通孔以方形板的中心点为圆心沿四周 均布，防脱缺口呈对称布置于两相对边沿，且防脱缺口靠近另两边沿；第二步中，将不带防 脱缺口的两边折起，并拉伸通孔；同时将冲切落料的铍青铜板置于成型模具中，采用冲床将 铍青铜板冲压成横截面呈弧形状。进一步，所述的电磁制动器摩擦件的制造方法，其在第三步中，采用真空炉加热， 以250°C 450°C温度保温2 5小时。进一步，所述的电磁制动器摩擦件的制造方法，其在第四步中，在预热模具 150°C 210°C下定位，留模时间4. 0 8. Os，铝水以压射速度3. 0 4. Om/s，压射力3000 4000N，压铸温度650700°C成型保压时间2. O 5. Os。进一步，所述的电磁制动器摩擦件的制造方法，其第六步处于第一步、第二步、第 三步、第四步或第五步之前，摩擦片底座与摩擦片座通过螺钉固定连接。当电梯运行中系统断电时，电磁铁失电，弹簧推动通过摩擦片与曳引轮之间接触 摩擦而产生制动力，从而使曳引轮逐渐实现减速和制停，达到制停和防止移动电梯轿厢的 目的。摩擦件采用浮动式连接，增大摩擦片与曳引轮的接触面积，提高了接触耐磨性和 制动稳定性。同时，摩擦片采用金属材料制成，其具有高耐磨性、高摩擦系数，稳定的静动摩 擦系数，使本制动器在获得和普通制动器相同的制动力时，所需弹簧力较小，从而减小复位 时的电磁力，同时还减少了冲击、降低噪音、提高制动的稳定性。采用多线圈电磁铁芯结构，其不仅制造工艺简化、组装简便、成本低，而且温升低、 功率小、节约能源。在得到足够的电磁力同时，提高了在通电状态下控制的稳定性，确保通 电状态控制的稳定性和复位的可靠性。当制动器的摩擦片磨损时，铁芯组件与磁顶板组件之间的间隙会逐渐变大；当铁 芯组件与磁顶板组件之间的间隙达到一定值(临界值)时，即摩擦片磨损达到一定程度时， 该霍尔位置开关产生动作指示灯状态的改变可以告知维修人员制动器需要调整或更换摩 擦片；开关量输出信号的改变可以和电梯控制系统一起停止电梯的运行，避免电梯于不安 全的状态下工作。检测及开关组件采用霍尔位置开关，其灵敏度高、开关寿命长、气隙低、控 制稳定性高。通过对摩擦片磨损量的监测，可为控制磨损提供较好的警报，从而提高控制的 准确性，改善曳引机的安全工作状态。当摩擦片过磨损后，通过现场气隙调节组件来调整，较好地解决了现有技术调整 控制不方便、不准确的问题。采用以上技术方案可使同等体积的电磁制动器获得更大的制动力，并且制动稳 定、可靠、组装简便、节能、释放快、时延小、低噪音等诸多优点。
图1是本发明电磁制动器的俯视结构图。图2是图1的A-A剖视图。图3是本发明铁芯组件的仰视结构图。图4是图3的B-B剖视图。图5是本发明磁顶板组件的仰视结构图。
图6是图5的C-C剖视图。图7是本发明摩擦件的俯视结构图。图8是本发明摩擦件的剖视图。图9是磁顶板的立体图。图10是磁顶板的另一方向立体图。图11是摩擦件的立体图。图12是摩擦件的另一方向立体图。图13是霍尔传感器与永磁铁的相对位置示意图。图14是检测及开关组件的工作原理示意图。图15是检测及开关组件的电路原理图。图16是冲切落料后铍青铜板的结构图。图17是图16的D向视图。图18是冲压成型后的铍青铜结构图。图19是图18的E-E剖视图。图20是图19的F向视图。图21是时效硬化处理后的铍青铜结构图。图22是图18的G-G剖视图。图23是图19的H向视图。图24是铍青铜与铝压铸成型后的结构图。图25是图24的I-I剖视图。图中1、垫圈，2、六角薄螺母，3、弹簧，4、螺母，5、平垫圈，6、标准型弹簧垫圈，7、1 型六面螺母，8、六角薄螺母，9、双头螺柱，10、手动松闸底座，11、钢球，12、手动松闸旋转体， 13,SF-I垫片，14、松闸弹簧，15、垫圈，16、螺栓，17、螺母，18、霍尔传感器，19、调节螺母，20、 内六角圆柱头螺栓，21、标准型弹簧垫圈，22、弹簧垫圈，23、螺钉，24、压簧片，25、沉头螺钉， 26、调节螺丝，27、铁芯外圈，28、铁芯内圈，29、内六角螺钉，30、铁芯底板，31、线圈骨架，32、 线圈、33、磁顶板，34、减震垫，35、往复轴承，36、永磁铁、37、内六角沉头螺钉，38、摩擦片底 座，39、摩擦片座，40、摩擦片、50、控制电路，51、指示灯，52、开关量输出，53、螺纹丝套，54、 调节螺母。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作详细说明。如图1-4所示，本发明电磁制动器的铁芯组件包括铁芯底板30、铁芯外圈27、铁芯 内圈28、线圈32、骨架31，铁芯底板30呈长方体状，铁芯外圈27的左右两侧各形成一个圆 孔，两圆孔对称布置。铁芯内圈28呈圆柱形，铁芯外圈27的两圆孔各置入一个铁芯内圈 28，铁芯外圈27的圆孔的圆心处于铁芯内圈28的中轴线上，且铁芯内圈28的直径比圆孔 要小，使铁芯外圈28的外径与铁芯外圈27圆孔的内径之间形成一道环槽。铁芯外圈27、 铁芯内圈28分别加工好后采用数颗内六角螺钉29安装于铁芯底板30的下表面即内侧面。 两线圈32各绕在一骨架31上，然后分别安装于两侧的环槽中并灌入环氧树脂，从而形成铁 芯组件。当线圈32通电时，铁芯组件可产生电磁力。本发明的铁芯组件采用多线圈组装结构设计，但其不同于背景技术所述专利号ZL200820106008. 6所公开的内容，因前述专利技 术方案的多个线槽是在同一个基座上切成的，其存在的技术问题是加工难度大且制造成本 高。而本发明的铁芯组件则是采用分体式组装而成，其不仅组装简便，而且分散了配置、增 加了散热面积、减小功率、节能节材、功率小，同时降低生产成本。参见图5、6、9、10，磁顶板组件包括磁顶板33，磁顶板33呈矩形状，大小与铁芯底 板30相应。磁顶板33处于铁芯组件的铁芯外圈27、铁芯内圈28及线圈32的下方且留有 间隙。磁顶板33与铁芯底板30相平行布置且两者间连接四根双头螺柱9，双头螺柱9纵向 穿过铁芯底板30、铁芯外圈27及磁顶板33，于铁芯底板30与磁顶板33间外套弹簧3，弹簧 3的上下两端分别顶于铁芯底板30、磁顶板33的内壁，在弹簧3的弹力作用下，磁顶板33 可向外下运动。双头螺柱9的下端(即处于磁顶板33下方)旋入垫圈1，双头螺柱9的上 端(即处于铁芯底板30上方)设有固定组件，固定组件包括平垫圈5、标准型弹簧垫圈6、 1型六角螺母7、六角薄螺母8，双头螺柱9的上端(即处于铁芯底板30上方)依次旋入平 垫圈5、标准型弹簧垫圈6、1型六角螺母7、六角薄螺母8，通过固定组件将制动器固定安装 于曳引机的基座上。磁顶板33的上表面即内侧面固定设置四个减震垫34，减震垫34稍凸 出于磁顶板33的上表面，减震垫34可以减小磁顶板冲击时产生的噪音。磁顶板33的下表 面即外侧面中部(即a部)向内凹形成部分球面状。铁芯组件与磁顶板组件间还设有手动松间组件及调节组件。手动松闸组件包括手动松闸底座10、钢球11、手动松闸旋转体12、SF-I垫片13、松闸弹簧14、内六角圆柱头螺栓20，手动松闸底座10固定于铁芯底板30的上表面中部，手 动松闸底座10形成一道环槽，用于置放数粒钢球11，手动松闸旋转体12置于钢球11之上， 且其外径与手动松闸底座10的环槽内径相适配。内六角圆柱头螺栓20纵向穿过手动松闸 旋转体12、手动松闸底座10、铁芯底板30、磁顶板33，内六角圆柱头螺栓20伸出磁顶板33 下表面的端部旋入螺母4及垫圈，伸出手动松间旋转体12外部的端部依次旋入SF-I垫片 13、螺母17、标准型弹簧垫圈21、六角薄螺母2。手动松闸旋转体12与螺栓20之间通过螺 纹连接。于铁芯底板30与磁顶板33间的内六角圆柱头螺栓20外套松闸弹簧14，并旋入一 调节螺母，松闸弹簧14的上下端分别顶于铁芯底板30的内壁、调节螺母54。当制动器实现 制动后需要手动复位操作时，旋动松闸旋转体12就可以带动磁顶板组件朝铁芯组件方向 运动而复位。调节组件布设于制动器的四角，每个调节组件包括调节螺母19、调节螺丝26和沉 头螺钉25，调节螺丝26纵向穿过铁芯底板30、铁芯外圈27及磁顶板33，沉头螺钉25旋入 调节螺丝26的上端，下端(即处于磁顶板33下方)旋入调节螺母19，且磁顶板33穿伸调 节螺丝26的通孔处安装有往复轴承35，便于导向磁顶板33运动。调节螺丝26形成台阶， 调节螺丝26的台阶与磁顶板33相顶。(1)、组装时，磁顶板与铁芯组件之间的间隙通过调节螺丝26来调整。将沉头螺钉 25拧紧抵住调节螺丝26，使调节螺丝26无法转动，然后将磁顶板套入调节螺丝26，用压机 将其顶在调节螺丝26定位台阶面上，然后将调节螺母19锁紧，再将沉头螺钉25拧松至相 应的位置。将电磁制动器装配到曳引机两侧时，将双头螺柱9拧入曳引机座上的相应螺孔 内，再将制动器套入四个双头螺柱内，双头螺柱9上套入垫圈1，并使其制动面贴紧曳引机 制动轮，然后锁紧双头螺柱9上的螺母，最后再拧紧调节螺母19，使其抵住曳引机安装面，同时使调节螺丝往后退回了相应的距离。(2)、当摩擦片过磨损后，松开调节螺母19、拧紧沉头螺钉25使调节螺丝26台阶面 顶着磁顶板，调节出由调节螺丝26预留的间隙，同时摩擦件制动面紧贴曳引机制动轮，然 后并紧双头螺栓上面的六角螺母，其次松开沉头螺钉25，再拧紧调节螺母19，使其抵住曳 引机安装面，同时使调节螺丝往后退回了相应的距离。此调节组件方式较好地解决了现有 技术存在现场无法调整间隙的技术问题，提供了一种高效、简便且安全的调节机构。当摩擦 片过磨损后，采用上述调节组件于现场进行间隙调整。磁顶板33的下表面即外侧面安装摩擦件，参见图7、8、11、12，摩擦件包括摩擦片 40、摩擦片座39、摩擦片底座38和沉头螺钉37，摩擦片40采用铍青铜制成，而摩擦片座39 采用铝制成，摩擦片40外侧面即与曳引轮接触的一面(即c面)呈弧形面，向内拱，摩擦片 40复合于摩擦片座39的外侧面；摩擦片座39通过内六角沉头螺钉37与摩擦片底座38固 定相连。摩擦片底座38边缘被截面呈Z型的压簧片24纵向定位，压簧片24通过螺钉23 与磁顶板33固定相连，螺钉23内还垫入弹簧垫圈22。摩擦片底座38的外侧面中部(即b 面)向外凸呈部分球面状，其与磁顶板33外侧面的a部相适配。摩擦片底座38的外侧面 中部还开有凹孔，凹孔内可伸入内六角圆柱头螺栓20的下端及螺母4。当电磁铁断电时， 弹簧力推动摩擦件向曳引轮运动，实现抱闸，由于磁顶板与摩擦件间采用浮动式连接，从而 增加了摩擦件与曳引轮的接触面积，确保制动力、磨损量及温度的要求。同时，与此相配的 是，采用金属复合摩擦材料制作摩擦件，其增大了摩擦系数、减小冲击，且吸热性较好、性能 稳定、材料重复性佳，改善了制动性能。本发明电磁制动器具有制动和复位两种状态。当电梯异常运行时，系统断电使铁 芯组件失电，电磁力消失，此时，弹簧3推动磁顶板组件及摩擦件向曳引轮运动，逐渐使摩 擦片40与曳引轮接触，即使刚接触时摩擦片与曳引轮接触为非面接触，由于磁顶板与摩擦 件的间摩擦片底座采用浮动微调联接结构，摩擦件会微量转动，直至摩擦片与曳引轮面接 触，从而增大了两者的接触面，实现抱闸，使曳引机逐渐减速至停转，达到制停曳引机目的， 实现制动功能。此设计采用浮动微调联接结构，在增大接触面积的同时，改善摩擦片与曳引 轮之间双侧接触，解决制动过程中的刚性接触时容易造成线性接触或突出点接触，致使摩 擦件磨损较快、局部温度过高而烧毁，造成制动力不足、制动不平稳的技术问题。采用金属 摩擦件，可以在较小弹簧作用力下实现制动和复位控制，减小电磁铁功率，节省材料。当电 梯恢复正常运行状态后，系统正常通电使电磁铁产生的电磁力，此时，在电磁力的作用下， 带动磁顶板运动，进而使摩擦件脱离曳引机的曳引轮，在此过程中，磁顶板33压缩弹簧3， 实现复位功能，曳引机正常运转。本发明电磁制动器还设有检测及开关组件，检测及开关组件有两个用途，一是检 测制动器的制动与复位状态，二是检测摩擦片的过磨损状态，其通过开关量输出信号和状 态指示灯显示状态。本发明检测及开关组件的位置检测的方法是采用位移传感器和控制电路共同实 现。位移传感器输出和动静板(即磁顶板与铁芯底板)之间间隙成比例的电压信号，控制 电路把电压信号转换成开关量信号和指示灯信号。位移传感器又称为线性传感器，它分为 电感式位移传感器、电容式位移传感器、光电式位移传感器、超声波式位移传感器、霍尔式 位移传感器等。在本实施例中采用的是霍尔式位移传感器，它是一种磁传感器，霍尔元件的输出电压和它所处的磁场强度成正比。因此把霍尔元件放置在一个磁场强度随位移梯度变化的磁场环境中，霍尔元件就能输出与位移成比例的电压，这就是霍尔位移传感器的工作 原理。参见图13。采用霍尔式位移传感器测量位移具有很多优点惯性小、频响快、工作可
靠、寿命长。检测及开关组件包括霍尔传感器18、控制电路50及永磁铁36，霍尔传感器18通 过螺栓16及垫圈15安装于铁芯外圈27外侧面；永磁铁36安装于磁顶板33的内侧面，永 磁铁36与霍尔传感器18的位置相对应。参见图14、15，永磁铁36在沿其轴向空间产生一 个磁场强度梯度变化的磁场。霍尔传感器18所在位置的磁场强度随磁顶板与铁芯底板之 间的间隙变化而变化，两者间隙小，它则处在一个较强的磁场；两者间隙大时，它则处在一 个较弱的磁场，其输出电压因而不同。控制电路50把霍尔传感器18的电压信号转换成指 示信号和开关量信号，分别由指示灯51、开关量输出52输出。当两板间隙小于一定值时，输 出一个开关量信号并点亮指示信号，标识制动器的复位状态；当两板之间的间隙大于一定 值时，输出另一个开关量信号并点亮指示信号，标识制动器摩擦件处于过磨损状态。当制动器复位时，铁芯组件与磁顶板组件之间的间隙减小，霍尔位置开关的开关 量输出信号A发生翻转，对应的A指示灯亮起，表明制动器的复位状态。当制动器制动时，铁 芯组件与磁顶板组件之间的间隙增大，霍尔位置开关的开关量输出信号A再次发生翻转， 对应的A指示灯熄灭，表明制动器的制动状态。当摩擦片磨损时，磁顶板组件与铁芯组件之间的间隙进一步增大，磨损到安全工 作临界值时，霍尔位置开关的开关量输出信号B发生翻转，对应的B指示灯亮起，表明制动 器的过磨损状态。本发明采用精密的位置检测装置，通过开关量信号输出信号和指示灯显示制动器 的动作状态和摩擦片的过磨损状态，其灵敏度高、使用寿命长、气隙低、控制稳定性高。通过 对摩擦片磨损量的监测，可为控制磨损提供及时警报，从而提高了控制的准确性，改善曳引 机的安全工作状态。当然，本领域的普通技术人员应当认识到，上述实施例只是本发明电磁制动器的 一个优选方案，本发明电磁制动器还有诸多实施例，例如，可以将磁顶板与摩擦片底座的凹 凸球面配合结构对换，即于磁顶板的外侧面中部向外凸形成球面状，而摩擦片底座的外侧 面中部向内凹呈球面状，其与磁顶板外侧面的外凸球面部相适配，其它内容与上述实施例 相同，也可以达到相同的技术目的。上述对本发明电磁制动器的优选实施例作了详细说明，但本领域的普通技术人员 应当认识到，任何对上述实施例的变换、变型都落入本发明的保护范围。本发明电磁制动器的摩擦件实施例一结构可参见图7、8、11、12，其由金属制成，包 括摩擦片40、摩擦片座39、摩擦片底座38，摩擦片40采用铍青铜制成，摩擦片座39采用铝 制成。摩擦片40复合于摩擦片座39的外侧面，摩擦片40的摩擦面为弧形面；摩擦片座39 的内侧面与摩擦片底座38通过数颗螺钉37固定相连，摩擦片底座38的外侧面中部向外凸 呈球面状。采用金属复合摩擦材料制作摩擦件，其增大了摩擦系数、减小冲击，且吸热性较 好、性能稳定、材料重复性佳，改善了制动性能。本发明电磁制动器的摩擦件实施例二 摩擦片底座38的外侧面中部采用内凹呈 球面状，而其它内容与实施例一相同。
本发明电磁制动器摩擦件的制造方法本实施例的摩擦件先将铝(摩擦片座39)和铍青铜(摩擦片40)复合，再通过螺钉固定于摩擦片底座38而成。其以铝为基体，摩擦片以QBe2.0(C17200)铍青铜作为与曳 引轮直接接触的摩擦材料，加以时效硬化处理，充分利用铍青铜高强度、高耐磨的特性，以 实现对曳引轮的可靠制动，具体制造步骤如下说明实施例一一、铍青铜摩擦片的制作流程冲切落料一冲压成型一时效硬化处理，详述如下1、冲切落料选用厚度1. 1mm、经固溶处理的软态QBe2. 0(C17200)铍青铜板材，将 其放于开式可倾压力机上整体冲切成方形，并冲出四个圆形通孔41及四个方形防脱缺口 42，四个通孔41以方形板的中心点为圆心沿四周均布，四个防脱缺口 42呈对称布置于两相 对边沿，且防脱缺口 42靠近另两边沿。参见图16、17。固溶处理后的软态铍青铜板，采用开式可倾压力机整体落料，使制件平整无毛刺， 并且在冲压成型的时有效防止折弯开裂。另外，铍青铜还具有无磁、撞击时不产生火花等优
点O2、冲压成型将不带防脱缺口 42的两边折起，并将通孔41拉伸；再将铍青铜板置 于成型模具中，采用冲床将铍青铜板冲压成内凹的弧形面状。拉伸孔及折起防脱缺口的边沿，当与铝压铸成型后，铍青铜能较好地与铝贴合，并 且能有效防脱。参见图18-20。3、时效硬化处理采用真空炉加热，以285°C温度保温3. 5小时，充分释放加工应 力，并且提高铍青铜的强度、硬度、耐磨性、疲劳极限及耐热性，以充分实现铍青铜的特性。时效处理时，为防止加热变形，零件可用工装夹具固定。参见图21-23。二、压铸成型以冲压成型并经时效处理的铍青铜作为嵌件，在预热模具中150°C 下定位，留模时间7. Os，铝水的压射速度3. 6m/s，压射力3900N，压铸温度670°C成型，保压 时间4. Os，然后水冷。参见24、25。同时，摩擦片座39形成四个螺纹丝套53。由于铝的溶点较低，且整个压铸过程通常在几十秒左右，不会对经过时效硬化处 理的铍青铜摩擦片产生不良影响。其主要利用了两种材料熔点不同(铍青铜熔点1280°C， 铝熔点680°C )，采用物理结合方法，使两种材料牢固地结合在一起。摩擦件以铝作为基体主要是为了减轻的重量，同时利用铝的良好散热性能，以在 制动时可能产生的热量进行有效的散发。三、压铸成型后，对摩擦片的圆弧面进行成型磨削及研磨加工，成型磨削在平面磨 床上通过砂轮修整器进行磨削，再通过研磨对成型磨削的圆弧面进行光整，以使圆弧面和 曳引轮能更好贴合，保证制动的可靠性。四、在模具中压铸成型外侧面中部外凸或内凹且形成球面状的摩擦片底座。五、将摩擦片底座与修整后摩擦片座通过数颗螺钉连接，形成摩擦件。由于铝的强 度较低，摩擦片座采用不锈钢螺纹丝套53作为螺纹嵌件，以保证螺纹的连接强度。上述实施例中，将摩擦片座与摩擦片底座分体制作，然后再通过螺钉固定相连。当 然，第四步中摩擦片底座的成型过程与第一、二、三步相对分离。因此，可以将其穿插于任一 步骤之前。当然也可以将摩擦片座与摩擦片底座一体成型，即于前述实施例第二步骤中，直接在模具中成型外侧面中部为外凸或内凹球面状的摩擦片基座，从而省去第四、五步骤。本发明电磁制动器摩擦件的制造方法实施例二 一、铍青铜摩擦片的制作流程1、冲切落料选用厚度为1. Imm的铍青铜板；3、时效硬化处理采用真空炉加热，以290°C温度保温4小时。二、压铸成型以冲压成型经并时效处理的铍青铜作为嵌件，在预热模具中180°C下定位，留模时间6. Os，铝水的压射速度3. 3m/s，压射力3500N，压铸温度680°C成型，保压 时间4. 5s，然后水冷。本实施例的其它内容与实施例一相同。实施例三一、铍青铜摩擦片的制作流程1、冲切落料选用厚度1. 4mm的铍青铜板；3、时效硬化处理采用真空炉加热，以260°C温度保温2. 8小时。二、压铸成型以冲压成型经并时效处理的铍青铜作为嵌件，在预热模具中200°C 下定位，留模时间7. 5s，铝水的压射速度3. 8m/s，压射力3700N，压铸温度660°C成型，保压 时间3. Os，然后水冷。本实施例的其它内容与实施例一相同。实施例四一、铍青铜摩擦片的制作流程1、冲切落料选用厚度1. 2mm的铍青铜板；3、时效硬化处理采用真空炉加热，以420°C温度保温3. 0小时。二、压铸成型以冲压成型经并时效处理的铍青铜作为嵌件，在预热模具中190°C 下定位，留模时间5. Os，铝水的压射速度3. 2m/s，压射力3200N，压铸温度690°C成型，保压 时间3. 6s，然后水冷。 本实施例的其它内容与实施例一相同。实施例五一、铍青铜摩擦片的制作流程1、冲切落料选用厚度1. Omm的铍青铜板；3、时效硬化处理采用真空炉加热，以380°C温度保温3. 0小时。二、压铸成型以冲压成型经并时效处理的铍青铜作为嵌件，在预热模具中205°C 下定位，留模时间5. 6s，铝水的压射速度3. 9m/s，压射力3300N，压铸温度680°C成型，保压 时间4. 9s，然后水冷。本实施例的其它内容与实施例一相同。实施例六一、铍青铜摩擦片的制作流程1、冲切落料选用厚度0. 9mm的铍青铜板；3、时效硬化处理采用真空炉加热，以430°C温度保温3. 4小时。二、压铸成型以冲压成型经并时效处理的铍青铜作为嵌件，在预热模具中170°C 下定位，留模时间5. 5s，铝水的压射速度3. 5m/s，压射力3100N，压铸温度685°C成型，保压时间4. Os，然后水冷。本实施例的其它内容与实施例一相同。实施例七一、铍青铜摩擦片的制作流程1、冲切落料选用厚度1. 3mm的铍青铜板；3、时效硬化处理采用真空炉加热，以360°C温度保温4. 4小时。二、压铸成型以冲压成型经并时效处理的铍青铜作为嵌件，在预热模具中195°C下定位，留模时间7. 8s，铝水的压射速度3. 6m/s，压射力3700N，压铸温度690°C成型，保压 时间4. Os，然后水冷。本实施例的其它内容与实施例一相同。本发明电磁制动器的摩擦片采用复合材料，并采取浮动式连接，电磁线圈采用多线圈设计，实现制动力大、磨损量小、摩擦片发热温度低、上闸制动平稳、噪音小、松闸灵活 安全、轮廓尺寸和安装尺寸小的目的。
权利要求
电磁制动器，包括铁芯组件、磁顶板组件、摩擦件、手动松闸组件，磁顶板组件包括磁顶板，手动松闸组件包括螺栓，其特征在于铁芯组件包括铁芯底板、铁芯外圈、铁芯内圈、线圈及骨架，铁芯底板内侧面固定铁芯外圈、铁芯内圈，铁芯外圈形成数个孔，铁芯内圈处于铁芯外圈的孔内，铁芯内圈与铁芯外圈间形成槽，槽内安装绕有线圈的骨架；与铁芯底板相平行布设的磁顶板处于铁芯外圈、铁芯内圈及线圈的下方，磁顶板与铁芯底板通过数根双头螺柱及处于中部的螺栓相连，螺栓穿过铁芯底板、磁顶板，螺栓伸出磁顶板之外的端部旋入螺母；螺栓外套松闸弹簧，并旋入一调节螺母，松闸弹簧的两端分别顶于铁芯底板内壁、调节螺母；双头螺柱穿过铁芯底板、铁芯外圈及磁顶板，双头螺柱外套弹簧，弹簧两端分别顶于铁芯底板、磁顶板内壁；双头螺柱伸出磁顶板之外的端部旋入垫圈；摩擦件处于磁顶板的外侧面，摩擦件与磁顶板横向定位，摩擦件采用金属制成；磁顶板的外侧面中部向内凹形成球面状，摩擦件的外侧面中部向外凸呈球面状，与磁顶板外侧面的内凹球面部相适配；或者，磁顶板的外侧面中部向外凸形成球面状，摩擦件的外侧面中部向内凹呈球面状，与磁顶板外侧面的外凸球面部相适配。
2.根据权利要求1所述的电磁制动器，其特征是，所述的铁芯外圈形成一对圆孔，所述 的铁芯内圈呈圆柱形，铁芯内圈同圆心安装于铁芯外圈的圆孔内；铁芯外圈、铁芯内圈与铁 芯底板通过数颗螺钉固定相连。
3.根据权利要求1所述的电磁制动器，其特征是，所述的摩擦件包括摩擦片、摩擦片 座、摩擦片底座，摩擦片采用铍青铜制成，摩擦片座采用铝制成，摩擦片复合于摩擦片座的 外侧面，摩擦片座的内侧面通过沉头螺钉与摩擦片底座固定相连；摩擦片的摩擦面为弧形 面；摩擦片底座通过压簧片及螺钉与磁顶板相连；所述摩擦件外侧面中部的外凸球面或内 凹球面设于摩擦片底座的外侧面中部。
4.根据权利要求3所述的电磁制动器，其特征是，摩擦片底座的外凸球面或内凹球面 中部开有凹孔，凹孔内伸入所述螺栓的端部及旋于螺栓端部的螺母。
5.根据权利要求1所述的电磁制动器，其特征是，铁芯组件与磁顶板组件间设有间隙 调节组件，该调节组件包括调节螺母、调节螺丝和沉头螺钉，沉头螺钉穿过铁芯底板后旋入 调节螺丝上端，调节螺丝穿过铁芯外圈及磁顶板，调节螺丝伸出磁顶板的端部旋入调节螺 母；调节螺丝形成台阶，调节螺丝的台阶与磁顶板内壁相顶。
6.根据权利要求5所述的电磁制动器，其特征是，磁顶板穿伸调节螺丝的穿孔处安装 往复轴承。
7.根据权利要求1或5或6所述的电磁制动器，其特征是，磁顶板内侧面固定有减震 垫，减震垫凸出于磁顶板的表面。
8.根据权利要求1所述的电磁制动器，其特征是，双头螺柱伸出铁芯底板的端部旋入 螺母及垫圈。
9.根据权利要求1所述的电磁制动器，其特征是，铁芯组件安装安装霍尔传感器，霍尔 传感器与控制电路相连；磁顶板安装有与霍尔传感器位置相对应的永磁铁。
10.一种电磁制动器的摩擦件，其特征在于由金属制成，包括摩擦片、摩擦片座、摩擦 片底座，摩擦片复合于摩擦片座的外侧面；摩擦片座的内侧面与摩擦片底座固定相连，摩擦 片底座的外侧面中部向外凸呈球面状或者向内凹呈球面状。
11.如权利要求10所述的电磁制动器的摩擦件，其特征在于所述的摩擦片采用铍青 铜制成，摩擦片的摩擦面为弧形面，摩擦片座采用铝制成。
12. 一种电磁制动器摩擦件的制造方法，其特征是按以下步骤进行一、冲切落料选用铍青铜板材，置于落料模具中，采用冲床冲切落料；二、冲压成型将冲切落料的铍青铜板置于成型模具中，采用冲床将铍青铜板冲压成横 截面呈弧形状；三、时效硬化处理采用真空炉对冲压成型的铍青铜加热并保温；四、与铝基座压铸成型以冲压成型并经时效处理后的铍青铜作为嵌件，置于预热模具 内定位，留模，注入铝水，将铍青铜与铝基座压铸成型，然后保压，再水冷；压铸成型的铝基 座外侧面中部向外凸呈球面状或者向内凹呈球面状；五、对铍青铜的外弧面通过砂轮进行磨削及研磨。
13.如权利要求12所述的电磁制动器摩擦件的制造方法，其特征是第一步中，将选用铍青铜板材冲切成方形，并冲出数个圆形通孔及方形防脱缺口，通孔 以方形板的中心点为圆心沿四周均布，防脱缺口呈对称布置于两相对边沿，且防脱缺口靠 近另两边沿；第二步中，将不带防脱缺口的两边折起，并拉伸通孔；同时将冲切落料的铍青铜板置于 成型模具中，采用冲床将铍青铜板冲压成横截面呈弧形状。
14.如权利要求12所述的电磁制动器摩擦件的制造方法，其特征是第三步中，采用真 空炉加热，以250°C 450°C温度保温2 5小时。
15.如权利要求12所述的电磁制动器摩擦件的制造方法，其特征是第四步中，在预热 模具150°C 210°C下定位，留模时间4. 0 8. Os，铝水以压射速度3. 0 4. Om/s，压射力 3000 4000N，压铸温度650°C 700°C成型，保压时间2. O 5. Os。
16. 一种电磁制动器摩擦件的制造方法，其特征是按以下步骤进行一、冲切落料选用铍青铜板材，置于落料模具中，采用冲床冲切落料；二、冲压成型将冲切落料的铍青铜板置于成型模具中，采用冲床将铍青铜板冲压成横 截面呈弧形状；三、时效硬化处理采用真空炉对冲压成型的铍青铜加热并保温；四、与摩擦片座压铸成型以冲压成型并经时效处理后的铍青铜作为嵌件，置于预热模 具内定位，留模，注入铝水，将铍青铜与摩擦片座压铸成型，然后保压，再水冷；五、对铍青铜的外弧面通过砂轮进行磨削及研磨。六、在模具中压铸成型外侧面中部外凸或内凹且呈球面状的摩擦片底座；七、将第六步制成的摩擦片底座与经第五步处理的摩擦片座固定连接。
17.如权利要求16所述的电磁制动器摩擦件的制造方法，其特征是第一步中，将选用铍青铜板材冲切成方形，并冲出数个圆形通孔及方形防脱缺口，通孔 以方形板的中心点为圆心沿四周均布，防脱缺口呈对称布置于两相对边沿，且防脱缺口靠 近另两边沿；第二步中，将不带防脱缺口的两边折起，并拉伸通孔；同时将冲切落料的铍青铜板置于 成型模具中，采用冲床将铍青铜板冲压成横截面呈弧形状。
18.如权利要求16所述的电磁制动器摩擦件的制造方法，其特征是第三步中，采用真空炉加热，以250°C 450°C温度保温2 5小时。
19.如权利要求16所述的电磁制动器摩擦件的制造方法，其特征是第四步中，在预热 模具150°C 210°C下定位，留模时间4. O 8. Os，铝水以压射速度3. O 4. Om/s，压射力 3000 4000N，压铸温度650°C 700°C成型，保压时间2. O 5. Os。
20.如权利要求16所述的电磁制动器摩擦件的制造方法，其特征是第六步处于第一 步、第二步、第三步、第四步或第五步之前，摩擦片底座与摩擦片座通过螺钉固定连接。
全文摘要
本发明公开了一种电磁制动器及其摩擦件、摩擦件的制造方法，电磁制动器包括铁芯组件、磁顶板组件、摩擦件、手动松闸组件，磁顶板组件包括磁顶板，手动松闸组件包括螺栓，铁芯组件包括铁芯底板、铁芯外圈、铁芯内圈、线圈及骨架，摩擦件处于磁顶板外侧面，摩擦件与磁顶板横向定位，摩擦件采用金属制成；磁顶板的外侧面中部向内凹形成球面状，摩擦件的外侧面中部向外凸呈球面状，与磁顶板外侧面的内凹球面部相适配；或者，磁顶板的外侧面中部向外凸形成球面状，摩擦件的外侧面中部向内凹呈球面状，与磁顶板外侧面的外凸球面部相适配。本发明电磁制动器的制动力大，并且制动稳定、可靠、组装简便、节能、释放快、时延小、低噪音等诸多优点。
文档编号B66B5/00GK101798036SQ201010114410
公开日2010年8月11日 申请日期2010年2月25日 优先权日2010年2月25日
发明者孟红星, 邹家春, 郎小东, 马新峰 申请人:杭州沪宁电梯配件有限公司