失電制動器的制動力矩計算需結合負載特性與安全系數，以下是分步驟的詳細計算方法：

　　‌一、基礎制動力矩計算‌

　　制動力矩需克服負載產生的慣性轉矩與靜態負載轉矩，計算公式為：

　　[ T_{\text{制動}} \geq 1.5 \times (T_{\text{負載}} + T_{\text{慣性}}) ]

　　其中：

　　‌( T_{\text{負載}} )‌：靜態負載轉矩(單位：N·m)

　　‌( T_{\text{慣性}} )‌：慣性轉矩(單位：N·m)

　　‌1.5‌：安全系數(根據ISO 13849-1:2015推薦)

　　‌1. 靜態負載轉矩計算‌

　　[ T_{\text{負載}} = F \times r ]

　　‌( F )‌：負載重力(單位：N，( F = m \times g )，( m )為質量，( g = 9.8 , \text{m/s}^2 ))

　　‌( r )‌：力臂半徑(單位：m，如齒輪半徑或卷筒半徑)

　　‌示例‌：

　　提升2噸重物，卷筒半徑0.2m：

　　[ T_{\text{負載}} = 2000 , \text{kg} \times 9.8 , \text{m/s}^2 \times 0.2 , \text{m} = 3920 , \text{N·m} ]

　　‌2. 慣性轉矩計算‌

　　[ T_{\text{慣性}} = J \times \alpha ]

　　‌( J )‌：轉動慣量(單位：kg·m²，需根據負載形狀計算)

　　‌( \alpha )‌：角加速度(單位：rad/s²，( \alpha = \frac{\Delta \omega}{\Delta t} )，( \omega )為角速度)

　　‌簡化計算‌(若負載為線性運動)：

　　[ T_{\text{慣性}} = \frac{m \times v^2 \times r}{s} ]

　　‌( m )‌：質量(kg)

　　‌( v )‌：速度(m/s)

　　‌( s )‌：制動距離(m，通常取0.1~0.5m)

　　‌示例‌：

　　質量2000kg，速度1m/s，制動距離0.2m：

　　[ T_{\text{慣性}} = \frac{2000 \times 1^2 \times 0.2}{0.2} = 2000 , \text{N·m} ]

　　‌二、完整計算示例‌

　　‌場景‌：50噸門式起重機(起升高度20m)，卷筒半徑0.5m，速度0.5m/s，制動距離0.3m。

　　‌靜態負載轉矩‌：

　　[ T_{\text{負載}} = 50000 , \text{kg} \times 9.8 , \text{m/s}^2 \times 0.5 , \text{m} = 245000 , \text{N·m} ]

　　(注：實際需考慮滑輪組效率，假設效率0.8)：

　　[ T_{\text{負載}} = 245000 \times 0.8 = 196000 , \text{N·m} ]

　　‌慣性轉矩‌：

　　[ T_{\text{慣性}} = \frac{50000 \times 0.5^2 \times 0.5}{0.3} \approx 20833 , \text{N·m} ]

　　‌總制動力矩‌：

　　[ T_{\text{制動}} \geq 1.5 \times (196000 + 20833) = 325250 , \text{N·m} ]

　　(實際選型需向上取整至標準值，如330000 N·m)

　　‌三、關鍵注意事項‌

　　‌安全系數選擇‌：

　　普通場景：1.2~1.5

　　關鍵安全場景(如核電、電梯)：≥2.0

　　‌動態負載修正‌：

　　若負載存在沖擊(如錘擊設備)，需額外增加20%~30%余量。

　　‌溫度影響‌：

　　低溫環境下彈簧力衰減，需按環境溫度修正制動力矩：

　　[ T_{\text{修正}} = T_{\text{額定}} \times [1 - 0.002 \times (T_{\text{額定溫度}} - T_{\text{實際}})] ]

　　(示例：額定溫度25℃，實際-20℃，衰減約9%)

　　‌摩擦系數衰減‌：

　　長期使用后摩擦面磨損，需定期檢測制動力矩衰減率(通常≤10%/年)。

　　‌四、選型驗證步驟‌

　　‌理論計算‌：按上述公式計算理論制動力矩。

　　‌廠家數據核對‌：對比制動器樣本中的制動力矩-轉速曲線。

　　‌實際測試‌：使用扭矩傳感器驗證制動器實際輸出力矩。

　　‌壽命評估‌：根據使用頻率預估制動器壽命(如500萬次制動后需大修)。

　　‌實施建議‌：

　　若計算結果接近制動器額定值，建議選擇下一檔更高力矩型號(如計算需320kN·m，選用350kN·m型號)。

　　對于頻繁制動場景，需額外考慮散熱設計(如強制風冷或水冷)。