制動器安全技術(shù)

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制動器是起重機(jī)上的重要部件之一。在起重吊運(yùn)作業(yè)中,它可以使重物懸停在空中某一位置;或使運(yùn)轉(zhuǎn)著的機(jī)構(gòu)降低速度,以至最后停止運(yùn)動;也可根據(jù)工作需要夾持重物運(yùn)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(jù)制動器的構(gòu)造分為塊式、帶式、盤式、圓錐式。根據(jù)操作情況分為常閉式、常開式、綜合式等。根據(jù)驅(qū)動方式分為自動式、操縱式和綜合式。根據(jù)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(lián)合式等。
二、制動器的結(jié)構(gòu)與特點
    塊式制動器結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,在起重機(jī)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(jié)構(gòu)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(diào)節(jié)銜鐵沖程,螺母4(三個)的作用是緊鎖主彈簧調(diào)整制動力矩。調(diào)整螺母9可以使兩塊閘瓦退程相等。
    當(dāng)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(jìn)一步壓縮主彈簧1,左制動臂10在電磁鐵重量產(chǎn)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(diào)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(xiàn)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(zhì)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(diào)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(jī)構(gòu)中,所以制動器上的螺絲容易松動,導(dǎo)致制動器失靈,工作可靠性降低,必須經(jīng)常檢查;同時由于制動行程小,動作快,起重機(jī)在慣性作用下會使橋架產(chǎn)生劇烈振動。短行程制動器多用于起重量較小的小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和搭車運(yùn)行機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)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(tǒng)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(wěn)定,閉合動作較快,其制動力矩可通過調(diào)整彈簧的張力進(jìn)行較為精確的調(diào)整,安全性高,在起升機(jī)構(gòu)中應(yīng)用得比較廣泛。
電磁塊式制動器的優(yōu)點是:結(jié)構(gòu)簡單,能與電動機(jī)的操縱電路聯(lián)鎖,所以當(dāng)電動機(jī)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(jī)構(gòu)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(yōu)點是啟動、制動平穩(wěn),沒有聲響,每小時操作次數(shù)可達(dá)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(jīng)常檢查(每班一次),關(guān)鍵是全部構(gòu)件運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常,有元卡塞現(xiàn)象,閘塊是否貼在制動輪上,制動輪表面是否良好,調(diào)整螺帽是否緊固。而且每周應(yīng)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(rèn)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(dá)2mm及閘帶襯墊磨損達(dá)4mm時應(yīng)更換。
    ②制動輪表面硬度為HB400～450,淬火層的深度達(dá)2～3mm。規(guī)范規(guī)定制動輪表面磨損量達(dá)1.5～2mm時必須重新車制并表面洋火。經(jīng)多次車制后,對于起升機(jī)構(gòu)其壁厚磨損量不應(yīng)超 過40%,其他機(jī)構(gòu)不應(yīng)超過50%,超過規(guī)定值應(yīng)報廢。
    ③制動襯墊與制動輪的實際接觸面積不應(yīng)小于理論面積的70%。
    ④通往電磁鐵的杠桿系統(tǒng)的“空行程”,不應(yīng)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(yīng)更新,杠桿發(fā)現(xiàn)裂紋則要更換,彈簧發(fā)現(xiàn)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(yīng)超過1mm,閘帶開度不應(yīng)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(diào)整之用。
四、制動器的調(diào)整
    制動器產(chǎn)生制動力矩后,將使各運(yùn)行機(jī)構(gòu)在一定時間、一定范圍內(nèi)停止工作,制動力矩調(diào)整得是否適當(dāng),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(guān)系。
    調(diào)整制動器的制動力矩,應(yīng)能支持住額定載荷的1.25倍。起升機(jī)構(gòu)制動距離約為升降速度的1/80～1/100。運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動距離約為運(yùn)行速度值的1/15較為適宜。對于重級以上的起重機(jī)其起升機(jī)構(gòu)設(shè)置兩個同樣規(guī)格的制動器,其每一個制動器應(yīng)分別按上述要求調(diào)整,試驗其制動能力時,應(yīng)分別單獨(dú)進(jìn)行試驗,每個制動器應(yīng)能單獨(dú)達(dá)到上述制動力矩和下滑距離的要求。
    運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動器制動力矩要調(diào)整得合理較為困難,特別是短行程電磁制動器的調(diào)整,松了不行,緊了也不行。這就要求司機(jī)能根據(jù)不同條件合理地操縱,如按中載中速調(diào)好的制動器,當(dāng)?shù)踹\(yùn)重載長距離運(yùn)行時,就應(yīng)提早制動,使其能有一段較長的制動路程。
    有些司機(jī)因運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動器的調(diào)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(shù)規(guī)程的做法,是不允許的。
分別驅(qū)動的運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動器的制動力矩應(yīng)調(diào)得相等,避免引起橋架歪斜,使車輪啃軌。
    制動器每班必須嚴(yán)格檢查,確保起重機(jī)安全運(yùn)行。制動器發(fā)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(fā)現(xiàn)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(diào)整
     (1)調(diào)整主彈簧長度調(diào)整的目的是獲得合適的制動力矩。
    調(diào)整的方法是用一扳手把住螺桿方頭,用另一扳手轉(zhuǎn)動主彈簧的固定螺母,如圖4所示,以調(diào)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(diào)整電磁鐵的沖程調(diào)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(diào)整方法如圖5所示,用一扳手把住鎖緊螺母,用另扳手轉(zhuǎn)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(diào)整兩側(cè)制動瓦塊與制動輪的間隙調(diào)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(diào)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(tài),調(diào)整調(diào)節(jié)螺栓,使左右側(cè)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(yīng)符合下表中的數(shù)值,否則應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。

表   短行程制動間隙側(cè)允許值

    (二)妖行程電磁塊式制動器的調(diào)整
  (1)調(diào)整主彈簧長度用調(diào)整鎖緊螺母7來調(diào)節(jié)主彈簧長度,然后用兩個螺母鎖緊。如下圖 所示。
(2)調(diào)整電磁鐵沖程如圖2所示,擰開螺母2和3,轉(zhuǎn)動螺桿1和5。制動瓦塊在磨損前,銜鐵應(yīng)有25～30mm的沖程。
(3)調(diào)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(diào)整螺桿5和調(diào)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(nèi),且兩側(cè)間隙應(yīng)均勻。
長行程制動器制動瓦塊與制動輪間允許間隙(單側(cè))

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

三爪聯(lián)軸器，水泵聯(lián)軸器膜片聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)
　　 膜片聯(lián)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(chǎn)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(lián)軸器和雙膜片聯(lián)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(fù)雜的彎曲，所以單膜片聯(lián)軸器不太適應(yīng)偏心。而雙膜片聯(lián)軸器可以同時曲向不同的方向，以此來補(bǔ)償偏心。
膜片聯(lián)軸器的特點
　　 膜片聯(lián)軸器這種特性有點像波紋管聯(lián)軸器，實際上聯(lián)軸器傳遞扭矩的方式都差不多。膜片本身很薄，所以當(dāng)相對位移荷載產(chǎn)生時它很容易彎曲，因此可以承受高達(dá)1.5度的偏差，同時在伺服系統(tǒng)中產(chǎn)生較低的軸承負(fù)荷。膜片聯(lián)軸器常用于伺服系統(tǒng)中，膜片具有很好的扭矩剛性，但稍遜于波紋管聯(lián)軸器。另一方面，膜片聯(lián)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(lián)軸器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)的承受范圍之內(nèi)是非常必要的。選擇適合的聯(lián)軸器是用好聯(lián)軸器的關(guān)鍵一步，在設(shè)計階段就得考慮選用什么類型的聯(lián)軸器了。 　　聯(lián)軸器與齒式聯(lián)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(lián)軸器。膜片聯(lián)軸器在國際上工業(yè)發(fā)達(dá)國家應(yīng)用已很普通，在我國已制訂機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，最近已修訂為新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：JB/T 9147-1999（代替ZB/T J19022-90） 聯(lián)軸器各轉(zhuǎn)矩間的關(guān)系。
膜片聯(lián)軸器的正確選擇
　　 膜片聯(lián)軸器的正確選擇： 　　1、 膜片聯(lián)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(chǎn) 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(lián)軸器這種特性有點像波紋管聯(lián)軸器，實際上聯(lián)軸器傳遞扭矩的方式都差不多。膜片本身很薄，所以當(dāng)相對位移荷載產(chǎn)生時它 很容易彎曲，因此可以承受高達(dá)1.5度的偏差，同時在伺服系統(tǒng)中產(chǎn)生較低的軸承負(fù)荷。 　　3、 膜片聯(lián)軸器常用于伺服系統(tǒng)中，膜片具有很好的扭矩剛性，但稍遜于波紋管聯(lián)軸器。 　　4、 另一方面，膜片聯(lián)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(lián)軸器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)的承受范圍之 內(nèi)是非常必要的。 　　5、根據(jù)軸徑調(diào)整型號： 　　初步選定的軸承聯(lián)軸器聯(lián)接尺寸，即軸孔直徑d和軸孔長度L，應(yīng)符合主、從動端軸徑的要求，否則還要根據(jù)軸徑d調(diào)整聯(lián)軸器的規(guī)格。 　　主、從動端軸徑不相同是普通現(xiàn)象，當(dāng)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速相同，主、從動端軸徑不相同時，應(yīng)按大軸徑選擇聯(lián)軸器型號。新設(shè)計的傳動系統(tǒng)中， 應(yīng)選擇符合GBT3852中規(guī)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(lián)軸器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
膜片聯(lián)軸器的應(yīng)用
　　 廣泛用于各種機(jī)械裝置的軸系傳動，如水泵（尤其是大功率、化工泵）、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、液壓機(jī)械、石油機(jī)械、印刷機(jī)械、紡織機(jī)械、化工機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、航空（直升飛機(jī)）、艦艇高速動力傳動系統(tǒng)、汽輪機(jī)、活塞式動力機(jī)械傳動系統(tǒng)、履帶式車輛，以及發(fā)電機(jī)組高速、大功率機(jī)械傳動系統(tǒng)，經(jīng)動平衡后應(yīng)用于高速傳動軸系已比較普遍。