2.7
执行电器

低压执行电器主要用于机床和一些自动控制系统中，起执行任务的作用。这类低压电器主要有电磁铁、电磁离合器等。

1.电磁铁

电磁铁是低压执行电器的主要元件，由电磁线圈、铁心和衔铁组成。电磁铁基本的工作原理是利用线圈通电后使铁心磁化，产生电磁吸力，吸引衔铁来操动、牵引机械装置完成各种需要的动作，如钢铁零件的吸持、固定、牵移，以及起重、搬运等。因此，电磁铁是将电能转变为机械能的一种电器。电磁铁在自动控制的机械传动系统中应用广泛。

电磁铁的种类很多，按使用电流种类分为直流电磁铁和交流电磁铁两种，交流电磁铁又分为单相励磁和三相励磁两种；按用途分为牵引电磁铁、制动电磁铁、起重电磁铁及其他各种专用电磁铁等。

1）牵引电磁铁 凡是衔铁运动做功的电磁铁都称为牵引电磁铁。牵引电磁铁主要用于自动控制设备中，用作开启或关闭水压、油压、气压等阀门，以及牵引其他机械装置以达到遥控的目的。

牵引电磁铁的基本特点是在一定的负载持续率（工作时间与工作周期之比）和一定的行程下产生一定的电磁吸力，并要在这些基本特性下保证电磁铁机械寿命长、操作频率高、消耗功率小和尺寸小。

主要技术指标是：在一定衔铁行程下的电磁吸力以及它的操作寿命。

常用的MQ1系列牵引电磁铁用于在机床及自动化系统中远距离控制和操作各种机构。其工作原理是：电磁铁的导磁体由用硅钢片叠成的铁轭和衔铁两部分组成，使用时，铁轭固定于支架上，衔铁则活动地连接于牵引杆上，当线圈通电时，衔铁被吸合，经过连杆带动其所控制的机构。

MQ1系列牵引电磁铁额定吸力为7～250N，操作频率为200～600次/h。

2）制动电磁铁 制动电磁铁结构和牵引电磁铁是一样的，如果电磁铁的衔铁牵引一个制动的抱闸装置，那么电磁铁就起制动作用，就称作制动电磁铁。主要用于电气传动装置中，对电动机进行机械制动，使停机准确、迅速。

制动电磁铁的种类较多，按行程分为长行程（行程大于10mm）和短行程（行程小于5mm）两种，长行程制动电磁铁一般都制作成衔铁直动式。按通电电流的性质分为直流和交流两类。

常用的制动电磁铁有MZS1型交流三相长行程制动电磁铁（见图2-35），它的工作原理很简单，当激磁线圈通电时，衔铁向上运动，从而提升牵引杆，此牵引杆即可操作机械制动装置。当激磁线圈中没有电流时，衔铁受其本身和牵引杆的重力等的作用而释放，MZS1制动电磁铁具有缓冲装置，可避免磁铁在合上时因高速冲击而使铁心或衔铁受损。

还有MZZ2型直流长行程制动电磁铁（见图2-36），主要用于闸瓦式制动器，工作原理同MZS1制动电磁铁。此外，还有MZZ1型直流短行程制动电磁铁和MZD1型交流短行程电磁铁，这里不做详细介绍。

3）起重电磁铁 起重电磁铁适用于起重铁砂以及钢轨、钢管等钢材。它的结构根据所搬运的材料而定，一般起重电磁铁制成圆形和矩形，大多作为搬运成型钢材的专门工具。

2.电磁离合器

电磁离合器又称电磁联轴器，它是应用电磁感应原理和内外摩擦片之间的摩擦力，使机械传动系统中两个旋转运动的零件，在主动零件不停止运动的情况下，与从动零件结合或分离的电磁连接器，是一种自动执行的电器。它可以用来控制机械的起动、反向、调速和制动等，具有结构简单、动作响应快、控制能量小、便于远距离控制等特点。电磁离合器虽然体积小，但能传递大扭矩，在制动控制时，制动迅速且平稳。因此，电磁离合器广泛应用于各种加工机床和机械传动系统中。

电磁离合器按工作原理分为摩擦片式、铁粉式、感应转差式和牙嵌式等几种。这里以摩擦片式电磁离合器为例，介绍离合器的结构及工作原理。

摩擦片式电磁离合器具有单片和多片等形式，单摩擦片式电磁离合器具有结构简单、传动转矩大、响应快、无空转力矩、散热良好等优点。摩擦片常在干式状态下使用，磨损快，需及时更换。多摩擦片式电磁离合器由于摩擦片的厚度较薄，传动相同转矩时，虽轴向尺寸增加但径向尺寸明显减小，因而结构紧凑，容易安装在机床内部，而且能在工作过程中接入和切除。

根据摩擦片的摩擦状态，摩擦片式电磁离合器可分为干式与湿式两种；根据摩擦片在磁路中的位置，可分为磁通一次过片、二次过片与磁通不过片；根据有无滑环，又可将其分为线圈旋转与线圈静止电磁离合器。

【单摩擦片式电磁离合器】 图2-37所示为线圈旋转（带滑环）单摩擦片式电磁离合器，滑环2和法兰1分别用螺钉固定在磁轭3上，磁轭内放置线圈9，主动摩擦盘6与磁轭用螺纹连接。石棉或尼龙摩擦片7用螺钉固定在从动摩擦盘8（衔铁）上，衔铁与套筒11用花键连接，并可沿轴向移动。线圈未通电时，与主动摩擦盘相连的各件在滚动轴承10上空转，通电后吸引衔铁向左移，使离合器接合。为了调整两摩擦盘间的气隙，在主动摩擦盘背面开有呈辐射状的若干条键槽，同样，磁轭外周也有槽，槽内放置特殊“U”形圈4，调定气隙后，使滑键进入合适位置的沟槽并用螺母5锁紧。法兰上的螺纹孔用来与其他传动件相连接。这种离合器的外形尺寸和转动惯量较大，不适宜用在快速接合的场合。

【多摩擦片式电磁离合器】 图2-38所示为线圈旋转（带滑环）多摩擦片式电磁离合器，在磁轭4的外表面和线圈槽中分别用环氧树脂固连滑环5和励磁线圈6，线圈引出线的一端焊在滑环上，另一端焊在磁轭上接地。外连接件1与外摩擦片组成回转部分，内摩擦片与传动轴套7、磁轭4组成另一回转部分。当线圈通电时，衔铁2被吸引沿花键套右移压紧摩擦片组，离合器接合。这种结构的摩擦片位于励磁线圈产生的磁力线回路内，因此需用导磁材料制成。由于受摩擦片的剩磁和涡流影响，其脱开时间较非导磁摩擦片长，常在湿式条件下工作，因而广泛用于远距离控制的传动系统和随动系统中。

摩擦片处在磁路外的电磁离合器，摩擦片既可用导磁材料制成，也可用摩擦性能较好的铜基粉末冶金等非导磁材料制成，或在钢片两侧面黏合具有高耐磨性、韧性好而且摩擦系数大的石棉橡胶材料。这种电磁离合器可在湿式或干式工况下工作。

为了提高导磁性能和减小剩磁影响，磁轭和衔铁可用电工纯铁或08号、10号低碳钢制成，滑环一般用淬火钢或青铜制成。 r6IuqxAIk7YmcYjI1P8/FuegivxoOQE7tUGGkhEPxaJ3eCgWNpdGxOs8GjICtrgB