制動器安全技術

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制動器是起重機上的重要部件之一。在起重吊運作業中,它可以使重物懸停在空中某一位置;或使運轉著的機構降低速度,以至最后停止運動;也可根據工作需要夾持重物運行;還可以通過控制制動力與重力平衡,使重物以恒定速度下降。
一、制動器的分類
    根據制動器的構造分為塊式、帶式、盤式、圓錐式。根據操作情況分為常閉式、常開式、綜合式等。根據驅動方式分為自動式、操縱式和綜合式。根據動力來源的不同分為手動式、腳動 式、電磁式、液壓式、電磁液壓聯合式等。
二、制動器的結構與特點
    塊式制動器結構簡單,工作可靠,在起重機械上大量采用。塊式制動器分為短行程和長行程兩種。
     (一)短行程電磁塊式制動器
    短行程電磁塊式制動器結構如圖1所示。制動器上閘靠主彈簧1和框形拉桿2使左、右制動臂10、11上的左、右制動瓦塊12、13壓向制動輪。副彈簧7的作用使右制動臂11向外推,便于松閘,螺母8的作用是調節銜鐵沖程,螺母4(三個)的作用是緊鎖主彈簧調整制動力矩。調整螺母9可以使兩塊閘瓦退程相等。
    當接通電流時,電磁鐵的銜鐵6吸向電磁鐵芯5,壓住推桿3,進一步壓縮主彈簧1,左制動臂10在電磁鐵重量產生偏心壓力作用下向外擺動,使左制動瓦塊12離開制動輪,一直到調整 螺母9阻擋為止,同時副彈簧7使右制動臂11及其上的右制動瓦塊13離開制動輪,以實現松閘。

    短行程制動器的特點是:松閘、上閘動作迅速;制動器的質量輕,外形尺寸小;由于餃鏈少(較長行程),所以松閘器的死行程小;由于制動瓦塊與制動臂之間是餃鏈連接,所以瓦塊與制動輪的接觸均勻,磨損也均勻,也便于調整。但短行程制動器由于動作迅速,吸合時的沖擊直接作用在整個制動器的機構中,所以制動器上的螺絲容易松動,導致制動器失靈,工作可靠性降低,必須經常檢查;同時由于制動行程小,動作快,起重機在慣性作用下會使橋架產生劇烈振動。短行程制動器多用于起重量較小的小車運行機構和搭車運行機構上。
    (二)長行程電磁塊式制動器
    由于短行程電磁塊式制動器受電磁鐵吸力的限制,所以短行程制動器一般制動力矩不大。要求制動力矩大的機構多采用長行程電磁塊式制動器。
    長行程電磁塊式制動器是靠彈簧和杠桿系統重力上閘,電磁鐵松閘,如圖2所示。其工作原理與短行程制動器相似。

    長行程電磁塊式制動器工作時制動力矩穩定,閉合動作較快,其制動力矩可通過調整彈簧的張力進行較為精確的調整,安全性高,在起升機構中應用得比較廣泛。
電磁塊式制動器的優點是:結構簡單,能與電動機的操縱電路聯鎖,所以當電動機工作停止或事故斷電時,電磁鐵能自動斷電,制動器上閘,以保證安全。這種制動器的缺點是電磁鐵沖擊大,引起傳動機構的振動。
    (三)液壓塊式制動器
    液壓塊式制動器的松閘動作采用液壓松閘器。其優點是啟動、制動平穩,沒有聲響,每小時操作次數可達720次。目前使用較多的是液壓電磁推桿塊式制動器,如圖3所示。


三、制動器的安全檢查
    制動器要經常檢查(每班一次),關鍵是全部構件運轉是否正常,有元卡塞現象,閘塊是否貼在制動輪上,制動輪表面是否良好,調整螺帽是否緊固。而且每周應潤滑一次。
     每次起吊時要先將重物吊起離地面150～200mm,檢驗制動器是否可靠,確認靈活可靠后方可起吊。
     安全檢查的要求是:
    ①閘瓦摩擦襯墊厚度磨損達2mm及閘帶襯墊磨損達4mm時應更換。
    ②制動輪表面硬度為HB400～450,淬火層的深度達2～3mm。規范規定制動輪表面磨損量達1.5～2mm時必須重新車制并表面洋火。經多次車制后,對于起升機構其壁厚磨損量不應超 過40%,其他機構不應超過50%,超過規定值應報廢。
    ③制動襯墊與制動輪的實際接觸面積不應小于理論面積的70%。
    ④通往電磁鐵的杠桿系統的“空行程”,不應超過電磁鐵沖程的10%。
    ⑤小軸及心軸要表面洋火。磨損量超過原直徑5%或橢圓度超過0.5mm應更新,杠桿發現裂紋則要更換,彈簧發現裂紋也要及時更換。
    ⑥制動輪與摩擦襯墊的間隙要均勻一致。閘瓦開度不應超過1mm,閘帶開度不應超過1.5mm。
    ⑦電磁鐵鐵芯的起始行程不要超過額定行程之半,以備由于磨損而調整之用。
四、制動器的調整
    制動器產生制動力矩后,將使各運行機構在一定時間、一定范圍內停止工作,制動力矩調整得是否適當,與提高工作效率、減少振動和因振動引起的車體變形及部件損壞都有直接關系。
    調整制動器的制動力矩,應能支持住額定載荷的1.25倍。起升機構制動距離約為升降速度的1/80～1/100。運行機構制動距離約為運行速度值的1/15較為適宜。對于重級以上的起重機其起升機構設置兩個同樣規格的制動器,其每一個制動器應分別按上述要求調整,試驗其制動能力時,應分別單獨進行試驗,每個制動器應能單獨達到上述制動力矩和下滑距離的要求。
    運行機構制動器制動力矩要調整得合理較為困難,特別是短行程電磁制動器的調整,松了不行,緊了也不行。這就要求司機能根據不同條件合理地操縱,如按中載中速調好的制動器,當吊運重載長距離運行時,就應提早制動,使其能有一段較長的制動路程。
    有些司機因運行機構制動器的調整較麻煩,把制動器拆掉,把主彈簧放松,使制動器不起制動作用,用打反車制動,這是違反安全技術規程的做法,是不允許的。
分別驅動的運行機構制動器的制動力矩應調得相等,避免引起橋架歪斜,使車輪啃軌。
    制動器每班必須嚴格檢查,確保起重機安全運行。制動器發生的事故較多,其主要原因就是檢查不夠。在起吊過程中偶然發現制動器失靈,切切不可驚慌。在條件允許的情況下,可起一點鉤,落一些鉤,慢慢地把重物放在安全的地方。
    (一)短行程電磁塊式制動器的調整
     (1)調整主彈簧長度調整的目的是獲得合適的制動力矩。
    調整的方法是用一扳手把住螺桿方頭,用另一扳手轉動主彈簧的固定螺母,如圖4所示,以調整主彈簧長度。再用另兩個螺母擰緊,以防止主彈簧固緊螺母松動。
    (2)調整電磁鐵的沖程調整電磁鐵沖程的目的有兩個 :
    一是獲得制動瓦塊合適的張開量 , 二是保證電磁鐵鐵芯對銜鐵有足夠的吸力。調整方法如圖5所示,用一扳手把住鎖緊螺母,用另扳手轉動制動器彈簧推桿方頭。短行程電磁鐵允許沖程見下表。

                 短行程電磁鐵允許沖程

    (3)調整兩側制動瓦塊與制動輪的間隙調整的目的是使松閘時,左右制動瓦塊與制動輪之間的間隙相等。調整的方法如圖8所示,松開鎖緊螺母,使電磁鐵處于工作狀態,調整調節螺栓,使左右側制動瓦塊與制動輪間隙相等,然后緊固鎖緊螺母。
    為保證制動瓦塊的張開量合適,把銜鐵推在電磁鐵上,使制動瓦塊張開,測量左右制動瓦塊與制動輪之間的平均間隙,其間隙應符合下表中的數值,否則應進行調整。

表   短行程制動間隙側允許值

    (二)妖行程電磁塊式制動器的調整
  (1)調整主彈簧長度用調整鎖緊螺母7來調節主彈簧長度,然后用兩個螺母鎖緊。如下圖 所示。
(2)調整電磁鐵沖程如圖2所示,擰開螺母2和3,轉動螺桿1和5。制動瓦塊在磨損前,銜鐵應有25～30mm的沖程。
(3)調整制動瓦塊與制動輪之間的間隙抬起螺桿1,制動瓦塊自動松開,調整螺桿5和調整螺栓9,以使制動瓦塊與制動輪之間的間隙在下表的范圍內,且兩側間隙應均勻。
長行程制動器制動瓦塊與制動輪間允許間隙(單側)

五、制動器的報廢
    (一)制動器霉件的報廢
    制動器的零件,出現下列情況之一時應報廢:
    ① 裂紋。
    ② 制動帶摩擦墊片厚度磨損達原厚度的50%。
    ③ 彈簧出現塑性變形。
    ④小軸或軸孔直徑磨損達原直徑的5%。
    (二)制動輪的報廢制動輪出現下列情況之一時,應報廢:
    ①裂紋。
    ②起升、變幅機構的制動輪輪緣厚度磨損達原厚度的40%。
    ④ 其他機構的制動輪輪緣厚度磨損達原厚度的50%。
    ④輪面凹凸不平度達1.5mm時,如能修復,修復后輪緣厚度應小于本條中②、③的數據要求,否則應報廢。

三爪聯軸器，水泵聯軸器膜片聯軸器結構
　　 膜片聯軸器至少由一個膜片和兩個軸套組成。膜片被用銷釘緊固在軸套上一般不會松動或引起膜片和軸套之間的反沖。有一些生產商提供兩個膜片的，也有提供三個膜片的，中間有一個或兩個剛性元件，兩邊再連在軸套上。單膜片聯軸器和雙膜片聯軸器的不同之處是處理各種偏差能力的不同，鑒于其需要膜片能復雜的彎曲，所以單膜片聯軸器不太適應偏心。而雙膜片聯軸器可以同時曲向不同的方向，以此來補償偏心。
膜片聯軸器的特點
　　 膜片聯軸器這種特性有點像波紋管聯軸器，實際上聯軸器傳遞扭矩的方式都差不多。膜片本身很薄，所以當相對位移荷載產生時它很容易彎曲，因此可以承受高達1.5度的偏差，同時在伺服系統中產生較低的軸承負荷。膜片聯軸器常用于伺服系統中，膜片具有很好的扭矩剛性，但稍遜于波紋管聯軸器。另一方面，膜片聯軸器非常精巧，如果在使用中誤用或沒有正確安裝則很容易損壞。所以保證偏差在聯軸器的正常運轉的承受范圍之內是非常必要的。選擇適合的聯軸器是用好聯軸器的關鍵一步，在設計階段就得考慮選用什么類型的聯軸器了。 　　聯軸器與齒式聯軸器相比，沒有相對滑動，不需要潤滑、密封，無噪聲，基本不用維修，制造方便，可部分代替齒式聯軸器。膜片聯軸器在國際上工業發達國家應用已很普通，在我國已制訂機械行業標準，最近已修訂為新的行業標準：JB/T 9147-1999（代替ZB/T J19022-90） 聯軸器各轉矩間的關系。
膜片聯軸器的正確選擇
　　 膜片聯軸器的正確選擇： 　　1、 膜片聯軸器至少由一個膜片和兩個軸套組成。膜片被用銷釘緊固在軸套上一般不會松動或引起膜片和軸套之間的反沖。有一些生產 商提供兩個膜片的，也有提供三個膜片的，中間有一個或兩個剛性元件，兩邊再連在軸套上。 　　2、 膜片聯軸器這種特性有點像波紋管聯軸器，實際上聯軸器傳遞扭矩的方式都差不多。膜片本身很薄，所以當相對位移荷載產生時它 很容易彎曲，因此可以承受高達1.5度的偏差，同時在伺服系統中產生較低的軸承負荷。 　　3、 膜片聯軸器常用于伺服系統中，膜片具有很好的扭矩剛性，但稍遜于波紋管聯軸器。 　　4、 另一方面，膜片聯軸器非常精巧，如果在使用中誤用或沒有正確安裝則很容易損壞。所以保證偏差在聯軸器的正常運轉的承受范圍之 內是非常必要的。 　　5、根據軸徑調整型號： 　　初步選定的軸承聯軸器聯接尺寸，即軸孔直徑d和軸孔長度L，應符合主、從動端軸徑的要求，否則還要根據軸徑d調整聯軸器的規格。 　　主、從動端軸徑不相同是普通現象，當轉矩、轉速相同，主、從動端軸徑不相同時，應按大軸徑選擇聯軸器型號。新設計的傳動系統中， 應選擇符合GBT3852中規定的七種軸孔型式，推薦采用J1型軸孔型式，以提高通用性和互換性，軸孔長度按i軸承聯軸器產品標準的規定。
膜片聯軸器的應用
　　 廣泛用于各種機械裝置的軸系傳動，如水泵（尤其是大功率、化工泵）、風機、壓縮機、液壓機械、石油機械、印刷機械、紡織機械、化工機械、礦山機械、冶金機械、航空（直升飛機）、艦艇高速動力傳動系統、汽輪機、活塞式動力機械傳動系統、履帶式車輛，以及發電機組高速、大功率機械傳動系統，經動平衡后應用于高速傳動軸系已比較普遍。