Ходом электромагнита называется расстояние, на которое перемещается подвижная часть электромагнита при включении и отключении тока.

Величина хода у разных электромагнитов колеблется в пределах от 10 до 150 мм.

При установке электромагнитов стремятся использовать неполный ход магнита, чтобы оставался запас не менее 10% в нижнем положении якоря для возможности его опускания по мере срабатывания колодок.

Тормозные электромагниты постоянного тока изготовляются для параллельного или последовательного соединения с электродвигателем. Электромагнит постоянного тока типа КМП представляет собой стальной или чугунный цилиндр, внутри которого помещена катушка и подвижной якорь из мягкой стали. На нижней части корпуса имеются лапы для крепления к механической части тормоза. Для того чтобы сила тяги в начале и в конце движения якоря была равномерной, сердечник магнита и противолежащий ему упор на крышке делают конической формы. Сердечник свободно скользит в направляющей втулке из немагнитного металла. Для смягчения ударов служит воздушный буфер.

Рис. 1. Тормозной электромагнит постоянного тока типа КМП:
1 — корпус; 2 — катушка; 3— направляющая немагнитная втулка; 4 — подвижной якорь; 5 — винт успокоителя (буфера)

Ток подводится к клеммной коробке в нижней части корпуса.

Катушки электромагнитов параллельного включения делаются из тонкой изолированной проволоки с большим числом витков и обладают большой индуктивностью. Поэтому к зажимам такого электромагнита подключается гасящее или разрядное сопротивление, предназначенное для снижения величины перенапряжений, возникающих при его отключении.

Рис. 1. Тормозной электромагнит трехфазного тока типа КМТ:
1 — регулировочный винт буфера; 2 — подвижная часть; 3 — клеммная коробка; 4 — катушки; 5 — цилиндр воздушного буфера; 6 — поршень буфера

Электромагниты последовательного включения не требуют разрядного сопротивления, они имеют катушку из толстой проволок с малым числом витков. По конструкции они не отличаются от электромагнитов параллельного включения. Эти электромагниты имеют один существенный недостаток, ограничивающий их применение; изменение тока двигателя при подъеме различных грузов влечет за собой изменение и втягивающего усилия.

В связи с этим они регулируются на срабатывание при самом малом токе двигателя. Номинальное тяговое усилие магнитов параллельного включения гарантируется при падении напряжения до 10%.

Тормозные электромагниты переменного тока типа КМТ являются длинноходовыми и применяются для грузовых тормозов. Магнитопровод трехфазного магнита похож на сердечник трехфазного трансформатора. Он набирается из листов трансформаторного железа для уменьшения потерь от вихревых токов. Верхняя часть магнитопровода неподвижна, укреплена на корпусе, а нижняя может двигаться и во включенном состоянии плотно прижимается к верхней. Чугунный корпус состоит из двух частей, соединенных между собой болтами. На верхней части сердечника укреплены три катушки. Выводы катушек подводятся к клеммному щитку, установленному на боковой стенке корпуса. Сердечник может свободно перемещаться в вертикальном направлении; при своем движении он давит на шток находящегося внутри цилиндра плотно пригнанного к нему поршня. В свою очередь, поршень при своем движении сжимает воздух в цилиндре, что смягчает удары при включении и отключении магнита.

Регулировка работы воздушного буфера производится винтом, изменяющим при завинчивании сечение воздушного канала, соединяющего полости над поршнем и под поршнем. Для сцеплений штока магнита с механическими деталями тормоза в нем сделано два отверстия, расположенных под углом 90° друг относительно друга.

При втягивании подвижной части сердечника в ее крайнем положении зазор между подвижной и неподвижной частями должен отсутствовать. Попадание грязи и пыли на торцевые части сердечника ведет к образованию зазора, сердечник плотно не смыкается, вследствие чего ток резко возрастает и катушки будут перегреваться, что может привести к обугливанию их изоляции.

Рис. 2. Тормозном электромагнит однофазного тока (пунктиром показано положение электромагнита в отключенном состоянии)

Тормозные электромагниты однофазного переменного тока типа МО имеют одну катушку, насаженную на неподвижную часть магнитопровода. Подвижная часть отжимается от неподвижной специальной пружиной. При включении катушки возбуждается магнитный поток, подвижная часть притягивается к неподвижной, преодолевая силу пружины, и нажимает на шток тормоза.

При отключении тока подвижная часть отходит от неподвижной под действием пружины, тормоз закрывается и механизм затормаживается.

Для устранения вибрации в магнитах типа МО применяют успокоитель в виде короткозамкнутого витка или кольца из толстой медной проволоки, вставленного в пазы подвижной части магнитопровода. Под действием переменного магнитного потока в этом витке индуктируется своя электродвижущая сила и возникает довольно значительный ток, протекающий по короткозамкнутому витку. Благодаря его наличию электромагнит работает спокойно, без шума. При разрыве короткозамкнутого витка тормозной магнит будет сильно гудеть.

Известно, что при протекании тока по проводнику вокруг этого проводника возникает магнитное поле. Короткозамкнутый виток также во время работы создает свое магнитное поле, сдвинутое во времени по отношению к магнитному полю рабочей катушки электромагнита, питаемой переменным током. Магнитный поток изменяется с той же частотой, что и переменный ток.

Магнитный поток от короткозамкнутого витка сдвинут по отношению к основному потоку на 90°, это значит, что во время спада основного магнитного потока поток коротко-замкнутого витка возрастает и помогает удерживать сердечник в притянутом состоянии. Такое подмагничивание уменьшает вибрацию сердечника, поэтому короткозамкнутый виток, применяемый в катушках переменного тока, называется успокоителем.

При тяжелом и весьма тяжелом режимах работы применение электромагнитов типа МО нежелательно ввиду их быстрого износа. В этих случаях устанавливают магниты постоянного тока типа МП и А, питаемые от выпрямителя. У всех электромагнитов постоянного и переменного тока имеется существенный недостаток — в начале движения якоря когда требуется наибольшее усилие, магниты дают наименьшее усилие, а в конце хода, когда требуется уменьшение усилия для ослабления удара, магнит развивает наибольшую силу. В настоящее время все большее распространение на кранах получают электрогидравлические толкатели, свободные от недостатков электромагнитов, обладающие большей надежностью.

Устройство электрогидравлического толкателя приведено на рис. 97. Электрогидравлический толкатель состоит из двигателя и гидравлического насоса, расположенного в корпусе, в нижней части которого имеется поддон. Внутри корпуса насоса помещается золотник, крыльчатка насоса и поршень, с которым скреплен шток, выходящий наружу из корпуса через специальные сальники.

При подаче напряжения на двигатель вращается вал. Насаженная на него крыльчатка насоса, вращаясь, создает избыточное давление в золотниковой коробке, вследствие чего золотник поднимается и открывает доступ рабочей жидкости.

Рабочая жидкость перекачивается из пространства над поршнем под него и поднимает поршень вверх.

При отключении двигателя насос останавливается, поршень под действием внешней нагрузки и собственного веса опускается вниз и вытесняет жидкость в верхнюю часть цилиндра. Когда поршень придет в крайнее нижнее положение, возвратная пружина опустит золотник вниз и закроет золотниковое отверстие.

Рис. 3. Электрогидравлический толкатель

Ход поршня вверх, а следовательно, и время работы электрогидротолкателя при подъеме тормозных колодок, регулируется шпилькой, которая ограничивает ход крестовины вверх. Золотники вследствие этого неполностью открывают отверстия и движение штоков замедляется.

Ход поршня вниз регулируется шпилькой с удерживающим кольцевым выступом, также замедляющим движение штока.

Электрогидравлические толкатели (ЭГТ) постепенно вытесняют электромагниты, несмотря на простоту их конструкции. Это объясняется тем, что при применении ЭГТ достигается значительная экономия черных и цветных металлов, резко уменьшаются пусковые токи. ЭГТ менее чувствительны к перегрузкам, потребляемая мощность не зависит от положения поршня и величины внешнего усилия на штоке.

Первые ЭГТ не были свободны от некоторых недостатков, но последние модернизированные ЭГТ типа ТГМ широко применяются и работают вполне удовлетворительно. На изготовление ЭГТ требуется в несколько раз меньше меди по сравнению с электромагнитами.

Из этой таблицы видно, какая большая разница в расходе обмоточной меди для изготовления электромагнитов и ЭГТ. В настоящее время наша промышленность еще изготовляет около 150 тысяч тормозных электромагнитов в год, при полном переходе на ЭГТ будет достигнута экономия меди около 1500 т.

Нормальное рабочее положение толкателя — вертикальное, штоком вверх, так как вверху расположен воздушный компенсатор. Отклонение аппарата от вертикали допустимо не более 15°. При больших отклонениях рабочая жидкость может смешаться с воздухом компенсатора, что приведет к некоторому снижению усилия на штоке и увеличению времени рабочего хода.

Допустимая температура окружающей среды для толкателей типа ТГМ зависит от применяемой рабочей жидкости и может находиться в пределах от —60 до +50 °С.

При температуре окружающей среды от —15 до +50 °С рекомендуется применять трансформаторное масло, при температуре от —50 до +15° С — масло АМГ-10 или ПГ-271.

С универсальной жидкостью ПМС-20 толкатели серии ТГМ работают в диапазоне от —60 до +50 °С.

Время подъема и обратного хода штока толкателя, указанное в технических данных, соответствует работе при номинальном напряжении сети, максимальном ходе штока и номинальном противодействующем усилии.

Перед установкой ЭГТ необходимо проверить плавность перемещения штока с поршнем в крышке и цилиндре толкателя, правильность соединения проводов электродвигателя и величину сопротивления изоляции.

Наполнение ЭГТ маслом производится в вертикальном положении через отверстие в крышке. Масло заливают через сетку-фильтр, чтобы не попали твердые частицы внутрь толкателя. При заполнении толкателя маслом воздух должен быть полностью удален из-под поршня и из электродвигателя. Для этого через 2—3 мин после заполнения толкателя маслом до максимального уровня закрывают пробкой отверстие и включают толкатель кратковременно’несколько раз нагрузкой на штоке, затем доливают масло до тех пор, пока оно не начнет подниматься по наливному каналу.

При заливке масла меньше нормы толкатель будет работать в неустойчивом режиме или вообще шток не поднимется.

Масло, являющееся рабочей жидкостью, должно обладать электроизоляционными свойствами — пробивное напряжение не должно быть меньше 20 кв/мм. Снижение пробивного напряжения может быть только вследствие попадания влаги или проводящей жидкости в масло. В этом случае масло необходимо заменить, проверить величину сопротивления изоляции обмоток электродвигателя, и если она будет менее 0,5 Мом, обмотку надо сушить и довести величину сопротивления изоляции до 0,5 Мом или выше.

При установке ЭГТ на открытом воздухе его необходимо защитить кожухом от прямого попадания атмосферных осадков, чтобы влага с крышки толкателя не могла быть втянута внутрь аппарата при обратном ходе штока.

Необходимо каждые три-четыре месяца проверять уровень масла и его качество. Масло в процессе эксплуатации стареет, изменяются его химические и физические свойства. В результате старения ухудшаются электроизоляционные и смазочные свойства масла, увеличивается вязкость, масло темнеет. Процесс старения происходит в течение нескольких лет. Вполне достаточно масло менять через два-три года.