CN108696050A - 一种切割电机的快速制动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种切割电机的快速制动方法，其步骤如下：一、在初始状态下，利用刹车片与刹车盘之间的相互摩擦力来阻止电机轴的转动；二、启动电机后，电源一边驱动电机轴转动，同时还通过导线向电磁铁供电，当电磁铁充电之后产生了磁吸力，利用磁吸力吸引由弹簧钢制成的刹车片朝向安装螺母方向移动；三、当刹车盘和刹车片分离后，两者之间的摩擦力消失；四、当需要停止切割电机时，切断电源，电机轴的转速逐渐下降，同时，电磁铁的磁吸力瞬间消失，刹车片在自身重力的作用下朝向刹车盘滑动直至与刹车盘的表面接触；五、当刹车盘与刹车片再次接触后，两者之间的摩擦力能迅速降低电机轴的转速直至转速为0。
Description
技术领域
本发明主要涉及电机技术领域，特别是涉及一种切割电机的快速制动方法。
背景技术
电机一般是通过一级带传动实现减速的。一些具有切割功能的电机主要包括支座、固定在支座上并用于驱动的电机、一端与电机的电机轴相连的皮带、与皮带的另一端相连并相应转动的驱动轮和固定于驱动轮转轴上的旋转刀片。
一般情况下，这些用于切割的电机在切割作业途中需要停机时，用户即使切断电源，旋转刀片因惯性力的作用仍会高速运转一段时间，无法满足安全标准的要求，严重时甚至会造成人身伤害。根据安全性技术标准的要求，切割装置需在切断电源后的3s内停止转动，因此需安装有专门的刹车装置。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明旨在提供一种能快速对电机轴进行制动的切割电机的快速制动方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：
一种切割电机的快速制动方法，该切割电机包括了外壳和电机本体，电机本体安装在外壳中，在电机本体上设置有电机轴，在该电机轴上套设着刹车盘和刹车片，所述刹车片在电机未启动时通过自身重力压制在刹车盘上，在电机轴上还套设着安装螺母，刹车片位于安装螺母和刹车盘之间，所述安装螺母在朝向刹车片的一侧上开设了环形的安装槽，在所述安装槽的槽壁上开设了线槽，在线槽中固定着导线，在安装槽中固定着电磁铁，所述电磁体与导线相连，该制动方法的具体步骤如下：
一、在初始状态下，刹车片在自身重力作用下压制在刹车盘的表面，利用刹车片与刹车盘之间的相互摩擦力来阻止电机轴的转动；
二、启动电机后，电源一边向电机本体供电，由电机本体驱动电机轴转动，同时，电源还通过导线向电磁铁供电，当电磁铁充电之后产生了磁吸力，利用磁吸力吸引由弹簧钢制成的刹车片朝向安装螺母方向移动，即吸引刹车片远离刹车盘；
三、当刹车盘和刹车片分离后，两者之间的摩擦力消失，此时电机轴的转动不再受到摩擦力的制约，切割电机处于正常工作状态；
四、当需要停止切割电机时，切断电源，电机轴的转速逐渐下降，同时，电磁铁的磁吸力瞬间消失，刹车片在自身重力的作用下朝向刹车盘滑动直至与刹车盘的表面接触；
五、当刹车盘与刹车片再次接触后，两者之间的摩擦力能迅速降低电机轴的转速直至转速为0。
作为本发明的改进，在电机本体上固定着支架，刹车盘上开设了若干螺纹孔，刹车盘通过穿设在螺纹孔的螺钉固定在支架上，在刹车盘中心开设了中心孔，电机轴由所述中心孔穿过。
作为本发明的进一步改进，刹车片套接在电机轴上并能随所述电机轴一起转动。
作为本发明的优选，所述刹车盘由高强度模具钢制成。
作为本发明的具体技术方案，所述电机轴延伸在外壳的外部，所述电机轴延伸在外壳外的部分上连接着减速机，在减速机上连接着驱动轴，所述驱动轴通过同步带连接着驱动轮，在驱动轮的中心固定着轮轴，在轮轴上套接着旋转刀片。
与现有技术相比，本发明的优点在于：当电机切断电源时，刹车片凭借自身的重力回到初始位置，此时摩擦力会产生巨大的阻力，阻止电机转子由于惯性力产生的继续运转。摩擦力克服惯性力做功，在刹车盘与刹车片之间产生大量的热能，使得电机转速迅速降低至0，此时摩擦力成为制动力。由于制动力的存在，大大减少了电机停车制动的时间。一般情况下，普通无阻尼电机的停车时间为6～8s，增加刹车机构后电机所需的停车时间可以达到1～2s，完全符合安全标准的规定。而当接通电源后，刹车片在电磁铁的吸引力下逐渐脱离刹车盘，由此解除对电机轴转动的制动力。
附图说明
图1为本发明实施例中切割电机的整体结构示意图；
图2为本发明实施例中切割电机的内部结构爆炸图；
图3为本发明实施例中切割电机的刹车盘与刹车片处于制动状态时的示意图；
图4为图3中刹车盘与刹车片处于分离状态时的示意图；
图5为本发明实施例中切割电机的刹车片的整体结构示意图；
图6为图5中单片蝶形片的结构示意图。
具体实施方式
参照附图对本发明中切割电机快速制动方法的实施例做进一步说明。
如附图所示，本实施例为一种切割电机的快速制动方法，该切割电机包括了外壳1和电机本体4，电机本体安装在外壳中，电机的规格参数为：电机型号:0048GC；额定电压/频率:240V/50Hz；额定输入功率/W:1800；额定转速/r·min:17500；电机内组/Ω:4.8。在电机本体上设置有电机轴2，在该电机轴上套设着刹车盘5和刹车片6，所述刹车片在电机未启动时通过自身重力压制在刹车盘上，在电机轴上还套设着安装螺母9，刹车片位于安装螺母和刹车盘之间，所述安装螺母在朝向刹车片的一侧上开设了环形的安装槽91，在安装槽的槽壁上开设了线槽，在线槽中固定着导线，在安装槽中固定着电磁铁，所述电磁体与导线相连，该制动方法的具体步骤如下：
一、在初始状态下，刹车片在自身重力作用下压制在刹车盘的表面，利用刹车片与刹车盘之间的相互摩擦力来阻止电机轴的转动；
二、启动电机后，电源一边向电机本体供电，由电机本体驱动电机轴转动，同时，电源还通过导线向电磁铁供电，当电磁铁充电之后产生了磁吸力，利用磁吸力吸引由弹簧钢制成的刹车片朝向安装螺母方向移动，即吸引刹车片远离刹车盘；
三、当刹车盘和刹车片分离后，两者之间的摩擦力消失，此时电机轴的转动不再受到摩擦力的制约，切割电机处于正常工作状态；
四、当需要停止切割电机时，切断电源，电机轴的转速逐渐下降，同时，电磁铁的磁吸力瞬间消失，刹车片在自身重力的作用下朝向刹车盘滑动直至与刹车盘的表面接触；
五、当刹车盘与刹车片再次接触后，两者之间的摩擦力能迅速降低电机轴的转速直至转速为0。
当启动电机时，该电机轴可以在电机的驱动下发生快速转动，在电机轴上套设了刹车盘5和刹车片6，在电机的端面上固定着支架7，在刹车盘上沿周向开设着若干螺纹孔，在支架上也开设了等数量的螺纹孔，刹车盘上的螺纹孔与支架上的螺纹孔正对，可以通过穿设在这些螺纹孔中的螺钉8将刹车盘固定在支架上，在刹车盘的中心开设着中心孔，电机的电机轴可以从该中心孔中穿过，在中心孔中设置着轴承，由此，可以使得电机的电机轴在中心孔中自由地转动而不会带动刹车盘跟随电机轴一起转动，在电机轴上还套设着安装螺母9，安装螺母套接在电机轴上且其轴向位置不动。在安装螺母朝向刹车片的一侧形成有一圈环形的安装槽，在安装槽中固定着电磁铁。刹车片是由弹簧钢制成，其自身具有弹性，并且能被电磁铁吸附，而刹车盘则是采用高强度、高耐磨性的钢材料制成，刹车片包括中心盘61和蝶形片62，中心盘为一圆形盘，蝶形片共有六片，六片蝶形片沿周向等间距连接在中心盘的外边缘上，相邻两片蝶形片之间形成的夹角均为60°，在中心盘的中心位置上开设有双扁式孔611，电机轴由双扁式孔穿过，当电机轴转动时，能带动中心盘转动，进而带动六片蝶形片环绕中心盘转动，蝶形片包括了第一水平段621、倾斜段622和第二水平段623，所述第一水平段和第二水平段相互平行且所述第一水平段位于所述第二水平段的上方，所述倾斜端一端连接在所述第一水平段上，另一端连接在所述第二水平段上，当所述刹车片压合在刹车盘表面时，所述第二水平段贴紧在所述刹车盘上。
单片蝶形片的参数如下:厚度为0.6mm；预压行程为2mm，即弹性钢蝶形片的最大形变幅度为2mm；第一水平段的长度D1为21mm；质心质量G为2.08g，这里所谓的质心是指蝶形片的重心位置，理论质心半径R1为24.9mm；质心力臂L1为3.5mm；实测预压紧力F1为50N；刹车片与刹车盘之间的摩擦系数为f为0.2；摩擦力所在圆周直径D2为62mm。理论阻力矩(也称最大静摩擦力矩)为
T1＝(F1·D2·f)/1000＝(50·62·0.2)/1000＝0.62N·m，实测阻力矩T2为0.79N·m。当电磁体能产生大于2.08g的吸力时，就能带动整个刹车片沿电机轴做朝向安装螺母方向的轴向移动。在外壳上外壁上连接着支座10，外壳整个支承在支座上。电机轴穿过顶盖延伸在外壳的外部，在电机轴延伸在外壳外的部分上套设了减速机11，所述减速机一端与所述电机轴相连，另一端连接着驱动轴12，其作用是将电机电机轴过快的转速转换成驱动轴较慢的转速，原理也较为简单，在减速机中设置了大齿轮和小齿轮，电机电机轴连接在小齿轮的中心，驱动轴连接在大齿轮的中心，小齿轮和大齿轮啮合，小齿轮和大齿轮的齿数比和半径比根据实际需要设定，但总的减速原理是当小齿轮在电机轴带动下转动N圈时，设定小齿轮与大齿轮的齿数比为X，那么大齿轮在同样时间内只转动了NX圈，由此完成了减速过程。所述驱动轴上通过同步带15连接着驱动轮13，在所述驱动轮中心通过轮轴14固定着旋转刀片16。
以上所述使本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种切割电机的快速制动方法，该切割电机包括了外壳和电机本体，电机本体安装在外壳中，在电机本体上设置有电机轴，在该电机轴上套设着刹车盘和刹车片，所述刹车片在电机未启动时通过自身重力压制在刹车盘上，在电机轴上还套设着安装螺母，刹车片位于安装螺母和刹车盘之间，所述安装螺母在朝向刹车片的一侧上开设了环形的安装槽，在所述安装槽的槽壁上开设了线槽，在线槽中固定着导线，在安装槽中固定着电磁铁，所述电磁体与导线相连，该制动方法的具体步骤如下：
一、在初始状态下，刹车片在自身重力作用下压制在刹车盘的表面，利用刹车片与刹车盘之间的相互摩擦力来阻止电机轴的转动；
二、启动电机后，电源一边向电机本体供电，由电机本体驱动电机轴转动，同时，电源还通过导线向电磁铁供电，当电磁铁充电之后产生了磁吸力，利用磁吸力吸引由弹簧钢制成的刹车片朝向安装螺母方向移动，即吸引刹车片远离刹车盘；
三、当刹车盘和刹车片分离后，两者之间的摩擦力消失，此时电机轴的转动不再受到摩擦力的制约，切割电机处于正常工作状态；
四、当需要停止切割电机时，切断电源，电机轴的转速逐渐下降，同时，电磁铁的磁吸力瞬间消失，刹车片在自身重力的作用下朝向刹车盘滑动直至与刹车盘的表面接触；
五、当刹车盘与刹车片再次接触后，两者之间的摩擦力能迅速降低电机轴的转速直至转速为0。
2.根据权利要求1所述的切割电机的快速制动方法，其特征在于：在电机本体上固定着支架，刹车盘上开设了若干螺纹孔，刹车盘通过穿设在螺纹孔的螺钉固定在支架上，在刹车盘中心开设了中心孔，电机轴由所述中心孔穿过。
3.根据权利要求2所述的切割电机的快速制动方法，其特征在于：刹车片套接在电机轴上并能随所述电机轴一起转动。
4.根据权利要求1所述的切割电机的快速制动方法，其特征在于：所述刹车盘由高强度模具钢制成。
5.根据权利要求1所述的切割电机的快速制动方法，其特征在于：所述电机轴延伸在外壳的外部，所述电机轴延伸在外壳外的部分上连接着减速机，在减速机上连接着驱动轴，所述驱动轴通过同步带连接着驱动轮，在驱动轮的中心固定着轮轴，在轮轴上套接着旋转刀片。
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