绕线电动机的液压推杆制动器调速系统原理

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1、变频器+液压推杆制动器=起重机的全能制动器绕线电动机的液压推杆制动器调速系统原理1：关于起重机的全能制动器在机构系统中作为独立部件的制动装置通称为制动器，分为常开式和常闭式的两种制动器。常开式制动器的常态是打开的，实施制动时由人力或其他动力，对运转中的机构施加并能改变制动转矩，按需调节减速实现平稳准确停车。其优点是具有调节制动转矩的控制制动作用，缺点是在停车后制动转矩消失，缺乏保持制动转矩的支持制动作用。常闭式制动器的常态是闭合的，由预先调定压缩弹簧取得的恢复力产生制动转矩，通电时依靠电动松闸器打开机构运转；实施制动时断电瞬间闭合施加预先调定的制动转矩，使机构急剧减速不可能

2、准确停车并产生惯性冲击。其优点是在断电停车后仍然保持已有的制动转矩，具有支持制动作用，缺点是不能在制动过程中调节制动转矩，缺乏控制制动作用。起重机一般不能采用常开式制动器而必须采用常闭式制动器，利用常闭式制动器的支持制动可使各机构正常工作断电停止时，克服重力或风载等外力作用，进行止动防溜保持停止；非常情况突然断电时则可立即上闸以保证安全，显然这是起重机安全使用的基本条件。正因为如此，才使常闭式的电磁铁制动器和液压推杆制动器成为起重机专用制动器，一直普遍应用至今，多少年来尽管它们在制动性能并无改进，由于缺乏控制制动不能调节减速，不断造成危害严重影响起重机整机效能的发挥。也正因

3、为如此，才使得长期以来不惜工本，利用大量资源用于各种电气制动和调速，其主要目的是为了在实施机械制动前进行调节减速，以解决常闭式制动器缺乏控制制动不能调节减速的问题。如果有一种制动器能集常开式和常闭式两种制动器的优点于一身，使其兼备支持制动和控制制动两种作用，那么这种制动器就可称得起是起重机的全能制动器。笔者发现实施这一构想并不难，只需改变对现有液压推杆制动器的简单控制。采用变频器对驱动该种制动器的小电机实行变频调速（也可用调压器实行调压调速），就可使液压推杆制动器在原有支持制动作用的基础上兼有控制制动作用，而成为起重机的全能制动器。也就是本文标题概括表示的：变频器+液压推杆

4、制动器=起重机的全能制动器。下面对这一命题进行解析论证。2：液压推杆制动器的作用原理液压推杆制动器由常闭式瓦块制动器和液压推杆松闸器组成。（见图1）以预先调整弹簧6产生的恢复力为预调上闸力，带动制动臂7使闸瓦8抱紧制动轮9产生相应的制动转矩。通电时制动电机1（即驱动液压推杆的小电动机，下同）带动油泵2转动，将油液打入油缸3形成油压成为推杆4的推力，经杠杆5传递转换为松闸力。当推力增大到能使推杆上升松闸力大于预调上闸力时，则进一步压缩弹簧5带动制动臂7，使闸瓦8脱开制动轮9实现松闸。断电后制动电机1停止运转推杆推力和松闸力消失，推杆4和弹簧5复位在预调上闸力的作用下进行制动。

5、但松闸器存在一定惯性(其中转动体的转动惯量较大)，制动电机1转速从断电时的工作转速到停止的时间内逐渐降低，油压力即推杆推力随其转速平方的比例关系减小，松闸力也相应地逐渐减小。而由预调上闸力与松闸力差值决定的上闸力则逐渐增大，闸瓦8并未完全抱紧制动轮9保持不同程度的密贴，所产生的制动转矩渐加于制动轮，直到制动电机1停止达到并保持预调时的制动转矩。如果能使制动电机1稳定在某一转速上，那么制动器就能产生与该转速相应的制动转矩。若对制动电机实行调速改变其转速，就能调节液压推杆制动器的制动转矩，使其具有控制制动作用。为充分发挥控制制动作用，应预先调定制动转矩达到额定值，并对制动电机实

6、行无级调速，最大限度地连续调节制动转矩，从零转矩直到并保持额定制动转矩。这样的液压推杆制动器兼备支持制动和控制制动两种制动作用，就是起重机的全能制动器。3：制动转矩与制动电机转速的关系现推导液压推杆制动器制动转矩M与制动电机转速n之间的函数关系，即M=ƒ(n)的数学表达式。如图1所示的各部受力和相关尺寸，忽略自重和机械效率，分别以制动臂7和制动轮9为对象有以下的静力平衡关系[1]：Nb=F-Pdl∕e和M=NfD当P=0时Me=FfDa∕b以上各式中N―对制动论的正压力（Nm）；Me―制动器的额定制动转矩（Nm）；P―推杆推力(N)；F―最大预调上闸力(N)；D―制动轮直径

7、(mm)；f―摩擦系数；a、b、d、e、l―各部杠杆尺寸(mm)。令í=dl∕eb―杠杆系统的传动比整理以上各式得：M=Me-PfiD（1）由于推杆推力P与制动电机转速n的平方成正比有：P/Pe=n2∕ne2（2）（2）式中Pe―推杆额定推力(N)；ne―制动电机额定转速(r/min)。将（2）代入（1）式得：M=Me-fíDPen2∕ne2（3）令k=fíDPe∕ne2―由液压推杆制动器型号规格决定的特性系数Nm∕(r/min)2则得出：M=ƒ(n)=Me-kn2（4）（4）式即为制动转矩M与制动电机转速n的关系