CN104900371A - 一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁，其主要有制动臂、闸瓦、电磁铁、锁定机构、推拉电磁铁、限位开关等组成。该制动电磁铁利用推拉电磁铁与拨动板之间的相互作用，可使电磁线圈瞬间通电一次，即可使制动电磁铁呈松闸状态或抱闸状态。从而能有效地革除以往制动电磁铁电磁线圈随用电器工作时也必然耗电的弊端，能有效节约电能。且其工作时呈静音状态，能有效地降低噪音污染，实施后将对节约能源、降低噪音污染有积极的意义。

Description

一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁

技术领域

本发明涉及工业生产中的常用控制电器类，具体涉及一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁，属低压电器领域。

背景技术

制动电磁铁有多个种类。有交流制动电磁铁，直流制动电磁铁，有转动式制动电磁铁，有直动式制动电磁铁等。这种制动电磁铁，主要使用在一些机械设备当中，当电动机的电源被切断后，电动机需要立即停转，以使生产设备能立即停止运行。如起重机械中的行车中的大车、小车和提升设备，为了防止大车和小车冲出轨道外以及防止起吊的重物在突然停电时从空中飞快地下坠，都要求该类机械设备，在断电后能立即停止运转。不然，就会产生严重事故。因此，制动电磁铁就是该类设备必须配置的装置。

众所周知，制动电磁铁的制动模式是：制动电磁铁得电时，制动器松闸，机械设备开始运行；制动电磁铁失电时，制动器抱闸，机械设备停止运行。也就是说，机械设备在非工作状态时，是用机械力来产生驻车制动作用的，不需要消耗电能。而在工作状态下需要解除制动时，却必须使用电能来完成，制动电磁铁必然产生能耗。而且这些设备，一般负荷都较大，设备所用电机功率也较大，故所配置的制动电磁铁的功率也必然较大，电能消耗自然也较大。在世界工业飞速发展的今天，起重设备和提升在市场的占有率也越来越大，制动电磁铁的电能消耗也越来越多，这是一个不可小觑的问题，尤其是把节能问题当作三大产业政策之一的我国，节能问题就显得尤为重要。因此，制动电磁铁的节能问题也越来越多地受到许多专家权威的关注，并对此进行了大量的研究和创新，并有一些节能型制动电磁铁产品问世。如市场上销售的MZD1制动电磁铁，就是一种节能型制动电磁铁，其工作原理是：用交流电将制动电磁铁吸合，而后转入用直流电来保持，由于直流电不过零点，故用较小的吸持电流，来维持制动电磁铁仍然保持在吸持状态，使制动器仍处于松闸状态，保证设备正常运转。然而，要完成这一功能，系统增加了一只变压器，一只延时继电器，二只继电器，还有整流元件，增加了产品成本。即便如此，电磁铁中的电磁线圈，仍然需要有电流流过，仍然在耗电，只是在耗电量方面比用交流电供电小了一些，不能彻底解决制动电磁铁的耗电问题。

另一点，由于制动电磁铁的功率较大，在电和磁的转换过程中，如果电磁铁的铁芯和衔铁的接触面配合不好，或者有异物落入其间，电磁铁本身就极易产生噪音，造成环境污染。

发明内容

本发明就是为了解决制动电磁铁的节电问题、噪音污染严重等问题而提供的一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁。它能使制动电磁铁仅在吸合时的瞬间用电一次，其余时间均不再耗电。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在新型制动电磁铁的底部，安装有底座，在其两侧，分别垂直安装有制动臂，在两制动臂的中下部，分别安装有闸瓦，在制动臂的上部，依次安装有松闸弹簧、压紧弹簧、U形连杆、推杆，在推杆的右侧、右制动臂的上侧，安装有铁芯，在铁芯的右侧，安装有衔铁，在铁芯的下侧，安装有电磁线圈，在电磁线圈的右下侧、衔铁的下侧，安装有支撑座、锁定机构，在锁定机构上，分别安装有推拉电磁铁、限位开关、限位小柱、锁定柱复位弹簧、拨动板、拨动销，新型制动电磁铁通过底座与外部设备连接，电磁线圈与限位开关与外部控制设备电连接。

底座、制动臂、闸瓦、松闸弹簧。压紧弹簧、U形连杆、推杆、铁芯、衔铁、电磁线圈等均是制动电磁铁的原有构件。通过控制电磁线圈的有电、没电状态来控制衔铁的被拉下、放开状态，以此来控制制动器的松闸与抱闸状态，从而可以实现电机开始工作时松闸，电机停止工作时抱闸的目的。

原制动电磁铁是通过给电磁线圈供电、使其一直处于吸持状态的方式来维持制动器工作的。本发明是通过设置在制动电磁铁一侧的锁定机构中的推拉电磁铁与拨动板、限位开关与限位小柱间的相互作用，以此来实现电磁线圈瞬间通电一次，电磁制动器便进入松闸状态，其后推拉电磁铁便通过拨动板将衔铁锁定在被吸持状态，使制动电磁铁呈松闸状态。之后，设置在拨动板上面的限位小柱，随拨动板的下移，将设置在旁边的限位开关转换成断开状态，由于该限位开关串接于制动电磁铁电磁线圈与控制电路之间，它的断开，使电磁线圈转入断电状态，由于此时的衔铁已经被推拉电磁铁的锁定柱牢牢锁定在被吸持状态，故制动电磁铁仍然处于松闸状态，实现了制动电磁铁只有进入松闸状态时的一瞬间耗电一次，其余时间，无论是松闸状态，还是抱闸状态，制动电磁铁均处在不耗电状态，实现了节能之目的。

由于电磁线圈在制动电磁铁工作时为断电状态，因而不会发生电磁线圈自身发热、更不会被烧毁的现象，其使用寿命将成为永远，其噪音必然为零。

附图说明

附图1是一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁呈松闸状态时的主视结构示意图；

附图2是一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁右视结构示意图；

附图3是一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁俯视结构示意图；

附图4是一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁呈松闸状态时的主视结构示意图；

附图5是一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁呈松闸状态时的俯视结构示意图；

附图6是一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁附图1中K向结构示意图；

附图7是一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁附图1中K向结构示意图的俯视结构示意图；

附图8是一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁拨动板主视结构示意图。

附图9是一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁附图8的俯视结构示意图；

图中：1、底座；2、制动臂；3、闸瓦；4、松闸弹簧；5、压紧弹簧；6、推杆；7、铁芯；8、推力挡板；9、限位挡板；10、衔铁；11、电磁线圈；12、拨动销；13、锁定孔；14、拨动板；15、限位小柱；16、限位开关；17、支撑座；18、推拉电磁铁；19、锁定柱复位弹簧；20、锁定柱；21、铆钉；22、限位开关拔动臂；23、拨动槽；24、U形连杆；25、锁定机构；26、销轴；27推杆左侧螺母；28、推力电磁铁引出线；29、限位开关接线片；30、推拉杆；31支撑座长槽；32、制动轮；33、推杆左侧螺母。

具体实施方式

图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示的是锁定机构(25)配用于转动式制动电磁铁的一个实施例。

锁定机构(25)还可配用于直动式制动电磁铁上实施。

在图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示的实施例中，在新型制动电磁铁的底部，安装有底座(1)，在其两侧，分别垂直安装有制动臂(2)，在两制动臂(2)的中下部，分别安装有闸瓦(3)，在制动臂(2)的上部，依次安装有松闸弹簧(4)、压紧弹簧(5)、U形连杆(24)、推杆(6)，在推杆(6)的右侧、右制动臂(2)的上侧，安装有铁芯(7)，在铁芯(7)的右侧，安装有衔铁(10)，在铁芯(7)的下侧，安装有电磁线圈(11)，在电磁线圈(11)的右下侧、衔铁(10)的下侧，安装有支撑座(17)、锁定机构(25)，在锁定机构(25)上，分别安装有推拉电磁铁(18)、限位开关(16)、限位小柱(15)、锁定柱复位弹簧(19)、拨动板(14)、拨动销(12)，新型制动电磁铁通过底座(1)与外部设备连接，电磁线圈(11)与限位开关(16)与外部控制设备电连接。

底座(1)是一种由两块长条形金属板材与两块长方形金属板块、成垂直关系组合而成的金属构件，其通过设置在长条形金属板材两侧的孔及销轴(26)与制动臂(2)下侧连接。

制动臂(2)是一种由两块长条形金属板材构成的金属构件，其两端分别设有多个孔，其设在下部的孔通过销轴(26)与底座(1)呈垂直状连接。

闸瓦(3)是一种月牙形的弧状体构件，其弧面上安装有由摩擦材料构成的刹车布，闸瓦(3)通过销轴(26)与制动臂(2)连接。

压紧弹簧(5)是一种由弹性材料构成的管状螺旋形弹性构件，其套在推杆(6)上后，左侧安放在U形连杆(24)的底部，右侧安放在推杆右侧螺母(27)的左侧，其左侧与U形连杆(24)连接，右侧与推杆右侧螺母(27)连接。

电磁线圈(11)是一种由绝缘导线所绕制而成的管状螺旋绕组，其整体安放在铁芯(7)的下端，其引出线与控制设备电连接。

支撑座(17)是一种由两个相互垂直的面所构成、其上面设有多个孔的薄板型金属构件，其中间折起部分的垂直面上，设有多个孔和长槽，其另一垂直面呈门字形结构，其上同样设有多个孔，其左侧面与电磁线圈(11)的右侧面连接，其垂直面与拨动板(14)、推拉电磁铁(18)、限位开关(16)连接；

锁定机构(25)，由推拉电磁铁(18)、限位开关(16)、锁定柱(20)、锁定柱复位弹簧(19)、拨动板(14)、拨动销(12)、限位小柱(15)组成，其中：

推拉电磁铁(18)是市场上公知的成型产品，其一端设有锁定柱(20)，另一端设有复位弹簧(19)，其主体与支撑座(17)垂直面连接，其引出线(28)与外部电连接；

限位开关(16)是市场上公知的成型产品，其主体与支撑座(17)垂直面的一侧偏上部位连接，其接线片(29)与控制电路电连接；

锁定柱(20)是一种圆柱体小柱，其中心有孔，并通过中心孔与推拉杆(30)的一端连接；

锁定柱复位弹簧(19)，是一种管状螺旋形弹性构件，推拉杆(30)穿过其中后，安放在推拉杆(30)的另一端；

拨动板(14)是一种U形薄板构件，其底部设有多个长槽和孔，在其右上侧部位，安装有一限位小柱(15)，其两侧垂直部分分别设有呈U字形的拨动槽(23)，其拨动槽(23)与设置在衔铁(10)上的拨动销(12)连接，其拨动板(14)通过铆钉(21)与支撑座(17)连接；

拨动销(12)是一种圆柱体金属构件，其两端离端头一定距离处，各设有一圆槽，其槽内，安放有轴用挡圈，拨动销(12)的两端安放在拨动槽(23)内；

限位小柱(15)是一种由两种不同直径组成的圆柱体构件，其较小直径部分，铆接在拨动板(14)上，其较大直径部位穿过支撑座(17)的长槽(31)后，凸出于支撑座(17)垂直面的一侧。

当电磁线圈(11)瞬间得电后，衔铁(10)被电磁吸力拉动向左移动，设置在衔铁(10)下侧的拨动销(12)拉动拨动板(14)亦做向左运动。当衔铁(10)与铁芯(7)相接触时，设置在拨动板(14)上的锁定孔(13)正好与推拉电磁铁(18)一端的锁定柱(20)相重合，且此时的推拉电磁铁(18)已与制动电磁铁的电磁线圈(11)同时得电，已产生了一个向锁定柱(20)方向的推力，故当锁定孔(13)与之相重合时，锁定柱(20)被瞬间推至锁定孔(13)里面。而与之同时，限位小柱(15)亦随拨动板(14)一起，做向左运动。当限位小柱(15)撞击到限位开关拔动臂(22)后，限位开关(16)由闭合状态转入断开状态，切断了供给电磁线圈(11)的电能，电磁线圈(11)失电，失去了对衔铁(10)的吸力，此时的衔铁(10)，在压紧弹簧(5)的作用下，开始做向右运动，带动拨动板(14)亦做向右运动。然而此时的锁定柱(20)，在推拉电磁铁(18)的作用下，仍然滞留在锁定孔(13)当中，阻止了拨动板(14)的返回运动，衔铁(10)连同推力挡板(8)，推杆(6)，被推动在左侧位置，加大了两制动臂(2)上部之间的距离，被压缩的松闸弹簧(4)此时得到了释放，分别推动两制动臂(2)做向外运动，而设置在两制动臂(2)中下部的两闸瓦(3)亦随之做向外运动，闸瓦(3)离开了设备上的制动轮(32)，制动电磁铁呈松闸状态，设备进入正常运行状态。

当设备需要停止工作时，可按正常操作，关断电器控制系统的电源，此时的制动电磁铁电磁线圈(11)的电源，早已被限位开关(16)所切断，现在关断的仅仅是推拉电磁铁(18)和限位开关接线片(29)上的电源，推拉电磁铁停止了工作。此时设置在推拉电磁铁(18)中的推拉杆(30)，在锁定柱复位弹簧(19)的作用下，做向下运动，锁定柱(20)亦做向下运动。当锁定柱(20)的上端面移动出锁定孔(13)下端面时，拨动板(14)的被锁定状态被解除，衔铁(10)在压紧弹簧(5)的推力下，开始做向右运动。推杆(6)随之一起做向右运动，推杆左侧螺母(33)的向右位移，拉动左制动臂(2)做向右位移。而推杆右侧螺母(27)的向右位移，加大了推杆右侧螺母(27)与U形连杆(24)底面的距离，压紧弹簧(5)开始释放能量，推动U形连杆(24)做向左运动，而U形连杆又拉动右制动臂(2)、闸瓦(3)做向左运动，这样，闸瓦(3)便紧紧地压在设备上的制动轮(32)上，对制动轮(32)产生了制动作用，设备进入了制动状态，从而完成了一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁的应有功能。

从一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁的整个工作过程可以看出，其电磁线圈(11)，仅仅是在电路接通时才各瞬间通电一次，其余时间均处于非通电状态，无论用电器工作多长时间，均不消耗电能，真正实现了节电之目的。而推拉电磁铁(18)所消耗的电流，仅仅是毫安级的，与常规制动电磁铁所耗电能相比，真是微不足道。

由于电磁线圈(11)在用电器工作时一直处于断电状态，电磁铁系统呈非吸持状态，故一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁在整个工作过程中，无噪音产生，呈零噪音状态。

由于推拉电磁铁(18)为直流工作状态，故也没有工作噪音产生。

制动电磁铁的耗电量是比较大的，且其市场用量也较大，因此，不能小觑这些电能被白白耗掉。因此，一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁的发明与实施，将在节能、环保方面有积极的意义。

以上所述的实施例，仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域的工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进。均应落在本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁，其特征在于：在新型制动电磁铁的底部，安装有底座(1)，在其两侧，分别垂直安装有制动臂(2)，在两制动臂(2)的中下部，分别安装有闸瓦(3)，在制动臂(2)的上部，依次安装有松闸弹簧(4)、压紧弹簧(5)、U形连杆(24)、推杆(6)，在推杆(6)的右侧、右制动臂(2)的上侧，安装有铁芯(7)，在铁芯(7)的右侧，安装有衔铁(10)，在铁芯(7)的下侧，安装有电磁线圈(11)，在电磁线圈(11)的右下侧、衔铁(10)的下侧，安装有支撑座(17)、锁定机构(25)，在锁定机构(25)上，分别安装有推拉电磁铁(18)、限位开关(16)、限位小柱(15)、锁定柱复位弹簧(19)、拨动板(14)、拨动销(12)，新型制动电磁铁通过底座(1)与外部设备连接，电磁线圈(11)与限位开关(16)与外部控制设备电连接。

2.按照权利要求1所说的一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁，其特征在于：底座(1)是一种由两块长条形金属板材与两块长方形金属板块、成垂直关系组合而成的金属构件，其通过设置在长条形金属板材两侧的孔及销轴(26)与制动臂(2)下侧连接。

3.按照权利要求1所说的一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁，其特征在于：制动臂(2)是一种由两块长条形金属板材构成的金属构件，其两端分别设有多个孔，其设在下部的孔通过销轴(26)与底座(1)呈垂直状连接。

4.按照权利要求1所说的一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁，其特征在于：闸瓦(3)是一种月牙形的弧状体构件，其弧面上安装有由摩擦材料构成的刹车布，闸瓦(3)通过销轴(26)与制动臂(2)连接。

5.按照权利要求1所说的一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁，其特征在于：压紧弹簧(5)是一种由弹性材料构成的管状螺旋形弹性构件，其套在推杆(6)上后，左侧安放在U形连杆(24)的底部，右侧安放在推杆右侧螺母(27)的左侧，其左侧与U形连杆(24)连接，右侧与推杆螺母(27)连接。

6.按照权利要求1所说的一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁，其特征在于：电磁线圈(11)是一种由绝缘导线所绕制而成的管状螺旋绕组，其整体安放在铁芯(7)的下端，其引出线与控制设备电连接。

7.按照权利要求1所说的一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁，其特征在于：支撑座(17)是一种由两个相互垂直的面所构成、其上面设有多个孔的薄板型金属构件，其中间折起部分的垂直面上，设有多个孔和长槽，其另一垂直面呈门字形结构，其上同样设有多个孔，其左侧面与电磁线圈(11)的右侧面连接，其垂直面与拨动板(14)、推拉电磁铁(18)、限位开关(16)连接。

8.按照权利要求1所说的一种低功耗、无工作噪音的新型制动电磁铁，其特征在于：锁定机构(25)，由推拉电磁铁(18)、限位开关(16)、锁定柱(20)、锁定柱复位弹簧(19)、拨动板(14)、拨动销(12)、限位小柱(15)组成，其中：

A、推拉电磁铁(18)是市场上公知的成型产品，其一端设有锁定柱(20)，另一端设有锁定柱复位弹簧(19)，其主体与支撑座(17)垂直面连接，其引出线(28)与外部电连接；

B、限位开关(16)是市场上公知的成型产品，其主体与支撑座(17)垂直面的一侧偏上部位连接，其接线片(29)与控制电路电连接；

C、锁定柱(20)是一种圆柱体小柱，其中心有孔，并通过中心孔与推拉杆(30)的一端连接；

D、锁定柱复位弹簧(19)，是一种管状螺旋形弹性构件，推拉杆(30)穿过其中后，安放在推拉杆(30)的另一端；

E、拨动板(14)是一种U形薄板构件，其底部设有多个长槽和孔，在其右上侧部位，安装有一限位小柱(15)，其两侧垂直部分分别设有呈U字形的拨动槽(23)，其拨动槽(23)与设置在衔铁(10)上的拨动销(12)连接，其拨动板(14)通过铆钉(21)与支撑座(17)连接；

F、拨动销(12)是一种圆柱体金属构件，其两端离端头一定距离处，各设有一圆槽，其槽内，安放有轴用挡圈，拨动销(12)的两端安放在拨动槽(23)内；

G、限位小柱(15)是一种由两种不同直径组成的圆柱体构件，其较小直径部分，铆接在拨动板(14)上，其较大直径部位穿过支撑座(17)的长槽(31)后，凸出于支撑座(17)垂直面的一侧。