自冷式磁粉制動器適用條件

國產卷筒紙膠印機給紙機張力控制大都采用水冷式磁粉制動器，這種制動器工作時能輸出較大的制動力矩和滑差功率，因此被廣泛采用。但是，由于磁粉制動器內部有水循環系統用焊接或熱壓封閉水道，因為加工精度和焊接質量造成漏水問題屢屢發生，從而造成磁粉粘結，線圈燒壞不能使用。另外，還需要配備一套自動水循環系統，以保證磁粉制動器工作時產生的熱量與水交換帶出散發掉。操作上還需要時刻注意，開機時應先開水泵冷卻電機，以保證磁粉制動器正常運轉，提高運轉壽命。顯然，沒有水循環的磁粉制動器，在操作和使用上比較方便的。但是，由于磁粉制動器工作時，磁粉在磁場作用下，磁粉鏈不斷形成，又不斷被拉斷，以及磁粉和轉子之間、和定子之間的磨擦產生的熱量，僅靠外殼散發這些熱量顯然能力不足。有的磁粉制動器生產廠家，設計制造出帶散熱片的磁粉制動器，提高散熱效率保證磁粉制動器的正產運行。還有的廠家在磁粉制動器上，設置熱量排風裝置也可以達到更高的排風效率。

為了保證磁粉制動器的正常運轉，既滿足機器需要的制動力矩，又使運動過程中產生的熱量和散熱達到平衡，至少在工作時間內，磁粉制動器生成的熱量不超過工作溫度60℃，這是我們研究的適用條件。

卷筒紙膠印機給紙機的基本工作參數有以下幾點要求：

1、主機印刷速度為25000張/小時時，紙帶運行線速度為3.8米/秒，一卷卷筒紙印刷完畢需要34分鐘；

2、卷筒紙膠印機在用戶主要印刷報刊、雜志和書籍，因此使用紙張主要是新聞紙或膠版紙，按幅面890mm計算，印刷張力應該控制在17.6kg左右；

3、卷筒紙外徑不超過1000mm，紙芯尺寸不超過95mm，紙帶總長約為7780米左右，印完一卷以后，如不采用自動接紙和后備紙卷，換言之紙需停機至少10分鐘左右。

根據以上基本條件可以建立以下關系式：

                    60v

        ni=——（轉/分）  ————（1）

πD

i

       πDi            

 Ti=————— (分) —————（2）

60000v

ni——卷筒軸轉速

DI——紙卷直徑

Ti——運轉時間

V——紙帶線速度

將基本參數數值代入（1）、（2）兩式，可以計算出隨紙卷運轉直徑的變化；紙軸的不同轉速和運轉時間，再將各個計算數據填入在標紙，即可繪制出紙卷直徑和轉速關系（見圖1）和紙卷直徑和運轉時間關系（見圖2）。

從圖1、圖2上幾乎相同的曲線看出，紙帶在恒定的印刷速度下，紙卷從大直徑向小直徑變化過程中，紙卷軸的轉速由低轉速向高轉速變化，低速運轉時間區間較長，相反高速運轉時間較短，這樣就給自冷式磁粉制動器應用創造了有利條件，進一步計算表明：

1、按印刷機驗收試驗標準規定，印刷速度是機器允許速度的85%，因此印刷速度為21250轉/小時，經計算紙卷軸轉速值區間為61.9轉/分—651轉/分，紙卷工作運行需用時間約40分鐘，其中低于136轉/分運行27分鐘，在354—651轉/分運為52秒鐘 ;

2、印刷機全天連續印刷作業時，他將不斷重復如圖1，圖2所示過程。再加上換紙卷的時間有利于磁粉制動器的冷卻如圖3。

另一個基本條件是自冷式磁粉制動器反制動力矩是否滿足卷筒紙膠印機張力控制要求，尤其在不斷變化的紙卷直徑和轉速條件下，為保持前邊17.6kg的張力衡定，制動器應始終輸出一個變化的制動力矩，可用下式表示：

ML=17.6Ri——————（3）

式中：Mi——制動力矩

Ri——紙卷半徑

將印刷過程不斷變化的紙卷半徑代入（3）式，按計算數值可以繪制出圖4。

由圖4與圖1、圖2、對照可以看出：

1、在大紙卷時，為控制張力，需要磁粉制動器輸出大的制動力矩，反之需要小的制動力矩，紙卷直徑和制動力矩呈線性變化：

2、制動力矩隨紙卷直徑變化規律和轉速，運轉時間的變化規律相反，即轉速低時制動力矩輸出需要大，轉速大時需要制動器輸出力矩小，這就使自冷式磁粉制動器應用條件大大改善。也就擺脫了高轉速、高制動力矩的惡劣應用環境，減少了運轉發熱量。

磁粉制動器除控制紙帶張力保證印刷質量外，結構上還使磁粉制動器具備急剎車功能，就是出現斷紙或其它意外情況，紙卷要求快速停止轉動，以免擁紙造成紙張浪費。磁粉制動器急剎車是在任何轉速下，包括在轉速上限下，制動力矩達到額定值，紙卷迅速停止，磁粉制動器不能損壞，通過試驗和有關參數計算得出以下幾個數據：

1、按卷筒紙膠印機高速度計算出紙卷處于高速度下，保持規定張力的制動力矩為8.28N.m，紙卷處于低速度下，保持規定張力的制動力矩為86M.m；

2、為保持印刷張力控制，磁粉制動器輸出滑差功率為0.66kw；

3、在無水冷卻情況下進行剎車試驗，磁粉制動器轉子按小卷上限速度764轉/分運轉，當電流調至上限值時，制動力矩也開至上限值，此時轉子立即停止，停止時僅在1秒以內；

從以上的分析表明，在采用新聞紙進行報刊、書刊印刷時，卷筒紙膠印機使用規格為100N.m的自冷式磁粉制動器，在印刷速度25000張/小時的情況下，基本上能滿足印刷張力控制要求，在迂到緊急情況時，制動力矩迅速達到上限值，也不會對機構造成損壞。兩年多來的用戶試驗和在產品裝配試車中已得到證明。

對于使用在其他設備的復卷裝置，一般采用磁粉離合器控制張力系統，他的運行方式與卷筒紙膠印機相反，紙卷從小到大的旋轉，不同的地方是使用的材料不同，就是卷筒紙膠印機還有用膠版紙和銅版紙的情況，印刷速度也在快速提升，但計算方法還是相同的，只是紙張的線速度和標準章立不同罷了。

關鍵字：磁粉制動器 磁粉制動器

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