Ремонт тормозных электромагнитов и электрогидравлических толкателей

Тормозные электромагниты получили широкое распространение на предприятиях большинства ведущих отраслей промышленности и на транспорте. Они предназначены для быстрого останова механизмов, надежного удержания поднятого груза, сокращения продолжительности торможения механизмов и применяются в мостовых кранах, грузовых лифтах, шахтных подъемниках и др.

Существует множество конструктивных исполнений тормозных электромагнитов, в число которых входят короткоходовые и длинноходовые, однофазные и трехфазные тормозные электромагниты постоянного и переменного тока.

Независимо от величины хода, фазности и рода тока тормозные электромагниты имеют принципиально одинаковое устройство, отличаясь друг от друга главным образом конструкцией отдельных деталей, определяемой назначением электромагнита и его ролью в схеме управления механизмом.

Короткоходовый однофазный тормозной электромагнит (рис. 1,а) состоит из обмотки, которая включается параллельно со статорной обмоткой электродвигателя, и системы рычагов. Обмотку катушки, 6 тормозного электромагнита 5, как правило, выполняют проводом с эмалевой или с эмалевой и дополнительной хлопчатобумажной изоляцией.

Рис. 1. Устройство тормозного электромагнита: 1,7 — рычаги, 2 — шпилька, 3 — пружина, 4 — скоба, 5 — электромагнит, 6 — катушка, 8 — тормозные колодки

При отключении тормозного электромагнита с параллельно включенной обмоткой накопленная энергия магнитного поля гасится с помощью разрядного резистора. Тормозной электромагнит включается в систему управления механизмом так, чтобы обесточивание катушки и тормозящее действие электромагнита происходили одновременно с отключением соответствующего электродвигателя.

В момент отключения электродвигателя одновременно обесточивается катушка б электромагнита. Якорь электромагнита отпадая перестает удерживать растянутую пружину, которая, сжимаясь, воздействует на рычаги 1 и 7. Сближая рычаги вместе с укрепленными на них колодками 8, якорь зажимает расположенный между колодками шкив и, тормозя таким образом, гасит инерцию вращения электродвигателя или движения механизма.

Периодический осмотр и ремонт тормозных электромагнитов и электрогидравлических толкателей проводят одновременно с осмотром и ремонтом механической части тормозов кранов.

Периодичность проведения этих операций зависит от режима работы крановых механизмов: при тяжелых режимах их проводят чаще (ежедневный осмотр, проверка и регулирование), при легком режиме — реже.

Наиболее характерными неисправностями тормозных электромагнитов являются следующие:

1. Не притягивается якорь электромагнита при включении его катушки в электрическую сеть.

При исправной механической части тормоза эта неисправность может быть вызвана одной из следующих причин:

недостаточная величина напряжения на катушке электромагнита (ниже 90 % для электромагнитов постоянного тока КМП параллельного включения к трехфазных электромагнитов КMT переменного тока, ниже 85 % для электромагнитов ВМ параллельного включения),

для электромагнитов постоянного тока последовательного включения- малый ток нагрузки (цепи якоря электродвигателя),

для электромагнитов постоянного тока — ненормально большой ход якоря, больше паспортного значения,

неправильное включение катушек трехфазных электромагнитов, например, встречное включение их, сопровождающееся значительным шумом к быстрым повышенным нагревом катушек,

обрыв или витковое замыкание в катушке (в первом случае катушка не развивает никакого тягового усилия, а во втором — наблюдается завышенный и неравномерный нагрев катушки).

2. «Залипание» якоря электромагнита после отключения его катушки:

загустевание слишком обильной смазки в холодное время (заедание в механизме тормоза),

износ немагнитной прокладки у электромагнитов постоянного тока или смятие стыка магнитопровода (у электромагнитов серии МО), что приводит к исчезновению зазора между верхними стержнями ярма и якоря (этот зазор должен быть не менее 0,5 мм),

у длинноходовых электромагнитов постоянного тока серий КМП и ВМ — износ направляющей втулки, из-за чего якорь начинает касаться корпуса или крышки.

3. Ненормально сильный шум, гудение включенных электромагнитов переменного тока:

не полностью втянут якорь,

неправильная сборка или регулировка магнитопровода электромагнита,

повреждение короткозамкнутого витка у однофазного электромагнита серии МО.

4. Ненормально высокий нагрев катушки электромагнита:

завышенное напряжение у электромагнита параллельного включения или завышенный ток у электромагнитов последовательного включения,

у электромагнитов переменного тока — неполное притяжение якоря или витковое замыкание в катушке.

5. Несрабатывание электрогидравлического толкателя, включенного в сеть:

обрыв проводов, подключающих электродвигатель к сети,

заедание штоков или поршня электрогидравлического толкателя, заедание в шарнирах тормоза,

чрезмерно большое снижение напряжения (ниже 90 % номинального).

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Электромагнита при ремонте автомобиля

Тела, способные притягивать сталь, ее сплавы и некоторые другие черные металлы, называются магнитами. Каждый магнит имеет два полюса (рис. 9.1, а): северный N и южный S.

Между полюсами магнитов существует взаимодействие. Одноименные полюсы отталкиваются, а разноименные притягиваются. Происходит это потому, что в магнитах есть магнитные силы. Пространство, в котором проявляется действие магнитных сил, называется магнитным полем. Линии, в направлении которых действуют магнитные силы, называются магнитными силовыми линиями. Направлены они от северного полюса к южному.

Если по проводнику (рис. 9.1, б) пропустить электрический ток, то вокруг проводника возникает магнитное поле, магнитные силовые линии которого распределяются в виде концентрических окружностей. Если проводник с током свернуть в виде спирали (рис. 9.1, в), то магнитные силовые линии витков будут складываться и образуют суммарное магнитное поле. Такой спиральный проводник называют соленоидом.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Если внутрь соленоида поместить сердечник (рис. 9.1, г) из мягкой стали, то магнитное поле значительно усилится. Соленоид, внутри которого помещен сердечник, называется электромагнитом.

Магнитное поле электромагнита зависит от силы тока и числа витков: чем больше ток и число витков в обмотке электромагнита, тем сильнее его магнитное поле. При изменении направления тока в обмотке электромагнита изменяется и направление его магнитного поля, а следовательно, и его полярность.

Рис. 9.1. Магнитное поле:
а — магнита; б — проводника с током; в — катушки с током (соленоида); г — электромагнита

Электромагниты широко применяют в приборах электрооборудования автомобиля: генераторах, стартерах, звуковых сигналах, различных реле и др.

Если в магнитном поле перемещать проводник так, чтобы он пересекал магнитные силовые линии, то в этом проводнике будет наводиться электродвижущая сила, а если замкнуть этот проводник, то в цепи появится электрический ток. Это явление называется электромагнитной индукцией.

Явление электромагнитной индукции положено в основу работы генераторов.

Рис. 9.2. Схема простейшего генератора постоянного тока

Источник

Магнитная подвеска: назначение, устройство и работа электромагнитной ходовой части автомобиля

Подвеска автомобиля достаточно консервативна. Несмотря на совершенствование отдельных её составляющих, общий принцип построения не меняется. Упругие элементы и демпферы на гидравлических и пневматических элементах, сложная механика направляющего аппарата. Радикально улучшить работу тут можно только применив активное управление характеристиками, с большой скоростью отслеживая изменение профиля дороги и нагрузки.

Что надо знать об электромагнитной подвеске

Быстрее всего работают узлы и элементы, использующие электромагнитное взаимодействие между составными частями.

Такие устройства способны максимально оперативно реагировать на внешние воздействия, получая команды от электронного контроллера.

Принцип работы

Известно, что одноимённые полюса магнитов отталкиваются. Если магниты выполнены с электрической активацией, то такое устройство называется электромагнитом. Изменяя величину тока, проходящего по обмоткам электромагнитов можно регулировать силу их отталкивания.

Всё это позволяет использовать конструкцию из двух и более магнитов, как эффективную и быстродействующую пружину, поскольку внешний эффект совершенно идентичен стальной рессоре или её спиральному аналогу – пружине.

Получившаяся электромагнитная пружина обладает чрезвычайно полезным свойством мгновенной реакции на управляющее воздействие. Никаким другим способом добиться такой скорости невозможно, гидравлика и пневматика имеют задержки, измеряемые секундами, что для быстрого изменения мгновенной жёсткости неприемлемо.

Имея такой мощный инструмент в подвеске конструкторам остаётся только построить электронный блок управления, снабдить его нужным набором датчиков и разработать соответствующее программное обеспечение управляющего микрокомпьютера.

Теоретически такая задача легко выполнима, хотя на практике и выявляются определённые сложности. Как обычно, всё упирается в цену вопроса. Особенно если это касается крупносерийного производства. Можно создать идеально работающую систему, но в массовом выпуске она не будет обладать нужной конкурентоспособностью.

Ещё один путь внедрения электротехники в подвеску – это применение её в демпфирующих элементах более традиционной гидравлической конструкции.

Здесь можно поступить двумя способами:

• управлять электрогидравлическими клапанами, через которые перетекает рабочая жидкость амортизатора, уменьшение сечения переходного отверстия ведёт к повышению эффективной жёсткости узла и наоборот, амортизатор работает мягче, если масло в нём перетекает свободно;
• тот же эффект даст изменение свойств самой жидкости под воздействием внешнего электромагнитного поля, такие смеси существуют, в них используется принцип пространственной ориентации ферромагнитных частиц.

Второй способ даёт большее быстродействие, но и стоит дороже, поскольку подобные жидкости высокотехнологичны и сложны в производстве.

Виды магнитных подвесок

Разные компании в разработке пошли по своим направлением, руководствуясь внутренними программами и конечными целями.

Принято выделять концепции подвесок от американской компании Delphi Corporation, известной шведской фирмы SKF и идею профессора Bose, чьё имя в названии компании стало синонимом особо качественных акустических систем для автомобилей.

Delphi

Относительная простота этой системы не означает её примитивность или плохую эффективность.

Несмотря на то, что электромагниты здесь управляют только свойствами амортизаторной жидкости, точное воздействие на мгновенную жёсткость демпфера даёт подвеске совершенно новые свойства. Скорость изменения характеристик амортизатора здесь многократно выше, чем у традиционных активных гидравлических демпферов.

Это достигается специальной жидкостью, которая настолько точно и эффективно меняет свою вязкость под воздействием управляющего тока электромагнита, что особой надобности в изменении жёсткости упругого элемента не возникает.

Сильная зависимость работы подвески именно от свойств амортизатора известна давно, их подбору уделяется особое внимание в автоспорте, а там каждая секунда пребывания автомобиля на трассе имеет решающее значение. Характеристики пружин не так важны.

В амортизаторах электронной подвески Delphi использована разработанная компанией жидкость с микрочастицами, которые могут выстраиваться вдоль линий магнитного поля, резко меняя характер перетекания её через калиброванные отверстия.

Измеряемые микронами габариты частиц позволяют добиться большого быстродействия за счёт минимальной инерции. То же качество обеспечивает и минимальное потребление тока обмотками магнитов, что очень важно для общей экономичности автомобиля и упрощения силовой электроники.

Нужная информация снимается с датчиков подвески и других систем автомобиля, обрабатываясь в электронном блоке управления подвеской.

Шведская компания пошла другим путём. Не касаясь гидравлических амортизаторов, всё внимание было уделено скорости изменения характеристик упругого элемента.

Для этого в него была интегрирована специальная капсула, содержащая два мощных электромагнита. Меняя их поле взаимодействия можно настолько быстро реагировать на ситуацию, что данное устройство способно выступать в роли как упругого, так и демпфирующего элементов.

Ведь суть демпфирования состоит в динамическом изменении жёсткости, вплоть до смены знака вектора силы с отталкивания на притяжение. Таким способом компьютер может погасить любые колебания, лишь бы хватило быстродействия и диапазона изменения силы взаимодействия электромагнитов. А это уже вопросы технологического исполнения.

Потребляемая мощность здесь значительно выше, чем у чисто статического режима работы электромагнитов гидравлических активных амортизаторов.

Но до неприемлемых величин она не возрастает, реально сравниваясь с более традиционными потребителями вроде климатической системы или электрического отопителя, а чтобы избежать полного отказа подвески в случае поломок электрооборудования в подвеске сохранены традиционные пружины, частично резервирующие электромагнитное оборудование.

Много занимавшийся акустикой профессор Bose ближе к концу 20 века увлёкся идеей создания идеальной автомобильной подвески. Неудивительно что исполнительный элемент немного напоминает сильно увеличенную электромагнитную систему большого динамического громкоговорителя.

Но реально общего тут лишь применение устройства, теоретически представляющего собой линейный электродвигатель. То есть если сравнить это с разработкой SKF, то количество полюсов электромагнитов увеличено во много раз. Они расположены на штоке и статоре устройства, напоминающего телескопический амортизатор.

Магнитная отдача узла достаточно велика, это позволило отделаться приемлемой мощностью управления, зато быстродействие таково, что получившийся «динамик» способен гасить любые процессы, от стационарных до колебательных, работая как пружина и как амортизатор.

Достаточно сформировать и подать на обмотки управляющий сигнал, например, аналогичный внешнему воздействию, но с повёрнутой на 180 градусов фазой. То есть полностью погасить нежелательные колебания, наложив на них такие же, но в противоположном направлении в каждый отдельно взятый момент времени.

Такая подвеска настолько эффективна, что её можно считать эталоном среди всех электромагнитных устройств. Подвеска может обеспечить уникально большой рабочий ход, порядка 20 сантиметров, что для гражданских автомобилей чрезвычайно много, отличную стабильность положения кузова, чёткие реакции на любой профиль на любой скорости, отсутствие клевков и кренов.

Первые же презентации системы на тестовых автомобилях Lexus буквально ошеломили автомобильных журналистов, хотя эти машины и в стандартном исполнении обладают высочайшей плавностью хода.

Назначение элементов

Несмотря на глубокие различия в принципе действия, у всех электромагнитных подвесок много общих элементов:

• система датчиков, фиксирующих перемещение колёс относительно кузова, а также следящих за состоянием дороги на участках, которые колесу только предстоит преодолеть для заблаговременной реакции на неровности;
• датчики общего назначения, собирающие информацию о текущих параметрах движения, скорости, реакциях водителя и прочем;
• электронный блок управления с микрокомпьютером, собирающий, анализирующий и перерабатывающий информацию в сигналы управления;
• силовая электроника, формирующая мощные токи в обмотках электромагнитов;
• линейные электрические магниты, создающие необходимые механические усилия на штоки элементов подвески;
• исполнительные и направляющие узлы ходовой части.

Помимо видимых узлов в системе присутствует не менее технологичный программный продукт, под управлением которого всё и работает. Его роль в общем комплексе ничуть не меньше, чем у элементов подвески.

Достоинства и недостатки

Как и у большинства продуктов высоких технологий, недостаток у электромагнитной подвески один – высокая сложность.

Этот параметр формирует и цену, из-за чего до широкого внедрения разработок ещё далеко. Зато достоинств значительно больше:

• высочайшая плавность хода, недостижимая более простыми решениями;
• практически идеальная управляемость, из-за чего автомобиль обладает прекрасным сцеплением с дорогой в любых условиях;
• возможность полного устранения кренов, клевков и разгрузок осей, что позволяет максимально использовать тяговые, тормозные и боковые свойства шин, а также оптимизировать аэродинамику кузова;
• полная компенсация негативного влияния неподрессоренных масс на работу подвески;

В настоящее время по эффективности работы ни одна подвеска не может быть даже сравнима с электромагнитной.

Перспективы появления магнитных подвесок в будущем

Любое развитие технологий ведёт к снижению себестоимости систем в производстве. Поэтому применение активных подвесок будет расширяться, причём параллельно они обзаведутся и новыми функциями.

Например, уже сейчас ведутся работы по нескольким направлениям:

• активные электромагниты встраиваются в подвески рабочих кресел водителей на грузовых автомобилях, что ещё более повысит комфорт;
• системы технического зрения всё более тщательно изучают состояние дороги впереди автомобиля для максимально правильного реагирования;
• предсказание состояние покрытия может быть связано с системами навигации, в этом случае подвеска будет настраиваться в соответствии с разметкой дорожных карт и получать дополнительную информацию по спутниковой связи.

Ведущие фирмы мира понимают всю важность и перспективность новых разработок в этой области. Так труды покойного профессора Bose не задержались в рамках основанной им компании, а были выкуплены и стали основой для новой специализированной фирмы, в которую делаются значительные инвестиции. Результаты в виде серийного внедрения должны появиться достаточно быстро.

Источник