2026-01-20 来自:欢喜机械 人气:
核心差异与核心理念
首要目的不同:
停车制动: 在断电、断气时,可靠地抱住机构(如卷筒、电机轴),防止重物下滑或机构移动。
紧急制动: 在故障时快速响应,安全停车。
车辆: 以减速为目的,追求平顺、可控的制动。
工业: 以安全保持/安全停止为目的。主要用于:
结论: 工业制动器选型的第一原则是“绝对可靠”,对制动力矩的安全余量要求极高。
工作制与工况更严苛:
频繁启停: 港口机械、冶金吊车启停次数远高于汽车。
环境恶劣: 高粉尘、高温、高湿度、盐雾(港口)常见。
负载变化大: 起重载荷从空载到额定载荷甚至试验载荷(如1.25倍静载)变化。
工业领域气缸内径选型步骤
第一步:确定所需的最大制动力矩(这是选型的基础)
这是最关键的计算,必须根据您的具体应用来。主要考虑以下两种力矩中的较大者:
静制动力矩(保持力矩):
T_hold: 所需静制动力矩 (Nm)
K: 安全系数。这是工业制动器的灵魂!绝对不能为1。
M: 需要被制动的最大负载质量 (kg)(如起升机构为最大吊重+吊具,运行机构为总质量)
g: 重力加速度 (9.8 m/s²)
R: 卷筒半径或车轮半径 (m)
i: 传动系统的总减速比
通用起重机: 通常 ≥ 1.75
冶金、铸造等危险工况: 常取 2.0 ~ 2.5 甚至更高
(必须参考 GB/T 3811《起重机设计规范》或行业特定标准)
用于计算: 在断电/断气状态下,制动器需要产生的、能够静态保持住负载的力矩。
计算公式(简化): T_hold = K * M * g * R / i
动制动力矩(减速力矩):
用于计算: 在紧急制动时,需要在规定时间内将运动机构停下来所需的力矩。它除了克服静力矩,还需提供使机构减速的惯性力矩。
计算公式更复杂,涉及转动惯量、减速时间等。
对于大多数以安全保持为目的的场合(如起升机构),通常以“静制动力矩 × 安全系数”作为选型依据。
第二步:根据力矩和气压,初选气缸内径
确定工作气压 (P):
工业气路系统的标准压力通常为 0.5 - 0.8 MPa。
选型时,应以系统最低稳定工作气压作为计算基准,而不是额定气压,以确保在最不利情况下仍可靠制动。
例如,系统额定0.7MPa,但考虑到管路损耗,制动器入口处可能长期只有0.6MPa,则应取 P = 0.6 MPa 进行计算。
利用“制动力矩—压力”曲线选型:
这是最标准、最可靠的方法。向YW系列制动器的工业供应商索要工业制动器选型手册。
手册中会提供不同型号(对应不同制动鼓/盘径、摩擦片面积)和不同气缸内径(D)下的 “制动力矩—气源压力”关系曲线或表格。
选型方法: 在曲线上,找到你计算出的所需最大制动力矩(T_required),对应你所用的最低工作气压(P_min),选择在该点上方最近的曲线所对应的气缸内径。
必须确保: 在最低工作气压下,制动器能提供的最小制动力矩 > 所需制动力矩。
第三步:关键匹配与校核(工业领域特别关注)
工作方式(常闭 vs. 常开):
常闭式: 靠弹簧力制动,通气松开。这是安全制动的绝对主流。气缸内径和弹簧组共同决定了松闸气压和制动力矩。选型时必须确认在指定气压下能完全克服弹簧力实现松闸。
常开式: 靠气压力制动,断气松开。用于需要主动制动的场合。选择时需确认气压产生的制动力足够。
您提到的YW系列在工业上多为常闭式。
安装方式与散热:
安装位置: 是安装在电机尾部、减速箱高速轴还是低速大轴上?不同位置所需制动力矩相差极大(与减速比成反比)。
散热能力: 冶金、港口频繁使用,制动发热大。如果制动功(每次制动产生的热量)很大,可能需要选择带散热筋的制动盘/鼓型号,或甚至需要计算热负荷,防止热衰退。
动作特性匹配:
响应时间: 工业控制系统对制动器“松闸-上闸”的响应时间有要求。气缸容积越大,充排气时间越长。在需要快速响应的场合(如高速抓斗),需要在满足力矩的前提下,不宜选择过大的冗余缸径。
控制方式: 是直接气控,还是通过电磁阀、失电制动模块控制?这关系到排气通路设计,影响上闸速度。
环境适应性:
防护等级: 港口、冶金环境多粉尘、潮湿。气缸部分是否需要更高的IP防护等级(如IP65)
耐温性: 周围环境温度或制动产生的热辐射是否会影响气缸密封件?需确认密封件材质(如耐高温橡胶)。