制動(dòng)器安全技術(shù)

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制動(dòng)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(dòng);也可根據(jù)工作需要夾持重物運(yùn)行;還可以通過(guò)控制制動(dòng)力與重力平衡,使重物以恒定速度下降。
一、制動(dòng)器的分類(lèi)
    根據(jù)制動(dòng)器的構(gòu)造分為塊式、帶式、盤(pán)式、圓錐式。根據(jù)操作情況分為常閉式、常開(kāi)式、綜合式等。根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式分為自動(dòng)式、操縱式和綜合式。根據(jù)動(dòng)力來(lái)源的不同分為手動(dòng)式、腳動(dòng) 式、電磁式、液壓式、電磁液壓聯(lián)合式等。
二、制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)
    塊式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作可靠,在起重機(jī)械上大量采用。塊式制動(dòng)器分為短行程和長(zhǎng)行程兩種。
     (一)短行程電磁塊式制動(dòng)器
    短行程電磁塊式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)如圖1所示。制動(dòng)器上閘靠主彈簧1和框形拉桿2使左、右制動(dòng)臂10、11上的左、右制動(dòng)瓦塊12、13壓向制動(dòng)輪。副彈簧7的作用使右制動(dòng)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(gè))的作用是緊鎖主彈簧調(diào)整制動(dòng)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(shí),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(dòng)臂10在電磁鐵重量產(chǎn)生偏心壓力作用下向外擺動(dòng),使左制動(dòng)瓦塊12離開(kāi)制動(dòng)輪,一直到調(diào)整 螺母9阻擋為止,同時(shí)副彈簧7使右制動(dòng)臂11及其上的右制動(dòng)瓦塊13離開(kāi)制動(dòng)輪,以實(shí)現(xiàn)松閘。

    短行程制動(dòng)器的特點(diǎn)是:松閘、上閘動(dòng)作迅速;制動(dòng)器的質(zhì)量輕,外形尺寸小;由于餃鏈少(較長(zhǎng)行程),所以松閘器的死行程小;由于制動(dòng)瓦塊與制動(dòng)臂之間是餃鏈連接,所以瓦塊與制動(dòng)輪的接觸均勻,磨損也均勻,也便于調(diào)整。但短行程制動(dòng)器由于動(dòng)作迅速,吸合時(shí)的沖擊直接作用在整個(gè)制動(dòng)器的機(jī)構(gòu)中,所以制動(dòng)器上的螺絲容易松動(dòng),導(dǎo)致制動(dòng)器失靈,工作可靠性降低,必須經(jīng)常檢查;同時(shí)由于制動(dòng)行程小,動(dòng)作快,起重機(jī)在慣性作用下會(huì)使橋架產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。短行程制動(dòng)器多用于起重量較小的小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)和搭車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)上。
    (二)長(zhǎng)行程電磁塊式制動(dòng)器
    由于短行程電磁塊式制動(dòng)器受電磁鐵吸力的限制,所以短行程制動(dòng)器一般制動(dòng)力矩不大。要求制動(dòng)力矩大的機(jī)構(gòu)多采用長(zhǎng)行程電磁塊式制動(dòng)器。
    長(zhǎng)行程電磁塊式制動(dòng)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(dòng)器相似。

    長(zhǎng)行程電磁塊式制動(dòng)器工作時(shí)制動(dòng)力矩穩(wěn)定,閉合動(dòng)作較快,其制動(dòng)力矩可通過(guò)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(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,能與電動(dòng)機(jī)的操縱電路聯(lián)鎖,所以當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作停止或事故斷電時(shí),電磁鐵能自動(dòng)斷電,制動(dòng)器上閘,以保證安全。這種制動(dòng)器的缺點(diǎn)是電磁鐵沖擊大,引起傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)。
    (三)液壓塊式制動(dòng)器
    液壓塊式制動(dòng)器的松閘動(dòng)作采用液壓松閘器。其優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)、制動(dòng)平穩(wěn),沒(méi)有聲響,每小時(shí)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(dòng)器,如圖3所示。


三、制動(dòng)器的安全檢查
    制動(dòng)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(dòng)輪上,制動(dòng)輪表面是否良好,調(diào)整螺帽是否緊固。而且每周應(yīng)潤(rùn)滑一次。
     每次起吊時(shí)要先將重物吊起離地面150～200mm,檢驗(yàn)制動(dòng)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(shí)應(yīng)更換。
    ②制動(dòng)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(dòng)輪表面磨損量達(dá)1.5～2mm時(shí)必須重新車(chē)制并表面洋火。經(jīng)多次車(chē)制后,對(duì)于起升機(jī)構(gòu)其壁厚磨損量不應(yīng)超 過(guò)40%,其他機(jī)構(gòu)不應(yīng)超過(guò)50%,超過(guò)規(guī)定值應(yīng)報(bào)廢。
    ③制動(dòng)襯墊與制動(dòng)輪的實(shí)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(guò)電磁鐵沖程的10%。
    ⑤小軸及心軸要表面洋火。磨損量超過(guò)原直徑5%或橢圓度超過(guò)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(shí)更換。
    ⑥制動(dòng)輪與摩擦襯墊的間隙要均勻一致。閘瓦開(kāi)度不應(yīng)超過(guò)1mm,閘帶開(kāi)度不應(yīng)超過(guò)1.5mm。
    ⑦電磁鐵鐵芯的起始行程不要超過(guò)額定行程之半,以備由于磨損而調(diào)整之用。
四、制動(dòng)器的調(diào)整
    制動(dòng)器產(chǎn)生制動(dòng)力矩后,將使各運(yùn)行機(jī)構(gòu)在一定時(shí)間、一定范圍內(nèi)停止工作,制動(dòng)力矩調(diào)整得是否適當(dāng),與提高工作效率、減少振動(dòng)和因振動(dòng)引起的車(chē)體變形及部件損壞都有直接關(guān)系。
    調(diào)整制動(dòng)器的制動(dòng)力矩,應(yīng)能支持住額定載荷的1.25倍。起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)距離約為升降速度的1/80～1/100。運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)距離約為運(yùn)行速度值的1/15較為適宜。對(duì)于重級(jí)以上的起重機(jī)其起升機(jī)構(gòu)設(shè)置兩個(gè)同樣規(guī)格的制動(dòng)器,其每一個(gè)制動(dòng)器應(yīng)分別按上述要求調(diào)整,試驗(yàn)其制動(dòng)能力時(shí),應(yīng)分別單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn),每個(gè)制動(dòng)器應(yīng)能單獨(dú)達(dá)到上述制動(dòng)力矩和下滑距離的要求。
    運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)器制動(dòng)力矩要調(diào)整得合理較為困難,特別是短行程電磁制動(dòng)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(dòng)器,當(dāng)?shù)踹\(yùn)重載長(zhǎng)距離運(yùn)行時(shí),就應(yīng)提早制動(dòng),使其能有一段較長(zhǎng)的制動(dòng)路程。
    有些司機(jī)因運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)器的調(diào)整較麻煩,把制動(dòng)器拆掉,把主彈簧放松,使制動(dòng)器不起制動(dòng)作用,用打反車(chē)制動(dòng),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(dòng)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩應(yīng)調(diào)得相等,避免引起橋架歪斜,使車(chē)輪啃軌。
    制動(dòng)器每班必須嚴(yán)格檢查,確保起重機(jī)安全運(yùn)行。制動(dòng)器發(fā)生的事故較多,其主要原因就是檢查不夠。在起吊過(guò)程中偶然發(fā)現(xiàn)制動(dòng)器失靈,切切不可驚慌。在條件允許的情況下,可起一點(diǎn)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(dòng)器的調(diào)整
     (1)調(diào)整主彈簧長(zhǎng)度調(diào)整的目的是獲得合適的制動(dòng)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(dòng)主彈簧的固定螺母,如圖4所示,以調(diào)整主彈簧長(zhǎng)度。再用另兩個(gè)螺母擰緊,以防止主彈簧固緊螺母松動(dòng)。
    (2)調(diào)整電磁鐵的沖程調(diào)整電磁鐵沖程的目的有兩個(gè) :
    一是獲得制動(dòng)瓦塊合適的張開(kāi)量 , 二是保證電磁鐵鐵芯對(duì)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(dòng)制動(dòng)器彈簧推桿方頭。短行程電磁鐵允許沖程見(jiàn)下表。

                 短行程電磁鐵允許沖程

    (3)調(diào)整兩側(cè)制動(dòng)瓦塊與制動(dòng)輪的間隙調(diào)整的目的是使松閘時(shí),左右制動(dòng)瓦塊與制動(dòng)輪之間的間隙相等。調(diào)整的方法如圖8所示,松開(kāi)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(dòng)瓦塊與制動(dòng)輪間隙相等,然后緊固鎖緊螺母。
    為保證制動(dòng)瓦塊的張開(kāi)量合適,把銜鐵推在電磁鐵上,使制動(dòng)瓦塊張開(kāi),測(cè)量左右制動(dòng)瓦塊與制動(dòng)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(dòng)間隙側(cè)允許值

    (二)妖行程電磁塊式制動(dòng)器的調(diào)整
  (1)調(diào)整主彈簧長(zhǎng)度用調(diào)整鎖緊螺母7來(lái)調(diào)節(jié)主彈簧長(zhǎng)度,然后用兩個(gè)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(kāi)螺母2和3,轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿1和5。制動(dòng)瓦塊在磨損前,銜鐵應(yīng)有25～30mm的沖程。
(3)調(diào)整制動(dòng)瓦塊與制動(dòng)輪之間的間隙抬起螺桿1,制動(dòng)瓦塊自動(dòng)松開(kāi),調(diào)整螺桿5和調(diào)整螺栓9,以使制動(dòng)瓦塊與制動(dòng)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(zhǎng)行程制動(dòng)器制動(dòng)瓦塊與制動(dòng)輪間允許間隙(單側(cè))

五、制動(dòng)器的報(bào)廢
    (一)制動(dòng)器霉件的報(bào)廢
    制動(dòng)器的零件,出現(xiàn)下列情況之一時(shí)應(yīng)報(bào)廢:
    ① 裂紋。
    ② 制動(dòng)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(dòng)輪的報(bào)廢制動(dòng)輪出現(xiàn)下列情況之一時(shí),應(yīng)報(bào)廢:
    ①裂紋。
    ②起升、變幅機(jī)構(gòu)的制動(dòng)輪輪緣厚度磨損達(dá)原厚度的40%。
    ④ 其他機(jī)構(gòu)的制動(dòng)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(shí),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(bào)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(gè)膜片和兩個(gè)軸套組成。膜片被用銷(xiāo)釘緊固在軸套上一般不會(huì)松動(dòng)或引起膜片和軸套之間的反沖。有一些生產(chǎn)商提供兩個(gè)膜片的，也有提供三個(gè)膜片的，中間有一個(gè)或兩個(gè)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(shí)曲向不同的方向，以此來(lái)補(bǔ)償偏心。
膜片聯(lián)軸器的特點(diǎn)
　　 膜片聯(lián)軸器這種特性有點(diǎn)像波紋管聯(lián)軸器，實(shí)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(duì)位移荷載產(chǎn)生時(shí)它很容易彎曲，因此可以承受高達(dá)1.5度的偏差，同時(shí)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(méi)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(jì)階段就得考慮選用什么類(lèi)型的聯(lián)軸器了。 　　聯(lián)軸器與齒式聯(lián)軸器相比，沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)，不需要潤(rùn)滑、密封，無(wú)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(guó)際上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用已很普通，在我國(guó)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(gè)膜片和兩個(gè)軸套組成。膜片被用銷(xiāo)釘緊固在軸套上一般不會(huì)松動(dòng)或引起膜片和軸套之間的反沖。有一些生產(chǎn) 商提供兩個(gè)膜片的，也有提供三個(gè)膜片的，中間有一個(gè)或兩個(gè)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(diǎn)像波紋管聯(lián)軸器，實(shí)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(duì)位移荷載產(chǎn)生時(shí)它 很容易彎曲，因此可以承受高達(dá)1.5度的偏差，同時(shí)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(méi)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(hào)： 　　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(zhǎng)度L，應(yīng)符合主、從動(dòng)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(dòng)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(dòng)端軸徑不相同時(shí)，應(yīng)按大軸徑選擇聯(lián)軸器型號(hào)。新設(shè)計(jì)的傳動(dòng)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(zhǎng)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(dòng)，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(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、汽輪機(jī)、活塞式動(dòng)力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、履帶式車(chē)輛，以及發(fā)電機(jī)組高速、大功率機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，經(jīng)動(dòng)平衡后應(yīng)用于高速傳動(dòng)軸系已比較普遍。