论文部分内容阅读
摘要介绍了轮胎式龙门起重机大车运行机构制动装置的日常维护、故障现象及处理方法以及部件的国产化替代
关键词 制动装置失效形式国产化替代
中图分类号： U260文献标识码： A
在港口装卸生产中，往往要求轮胎式龙门起重机（以下简称轮胎吊）能够调整工作位置，改变工作地点，以扩大作业范围，提高装卸效率。因此，轮胎吊通常都装有运行机构。而制动装置是保证轮胎吊能够安全、可靠、正常工作的一个重要部分，是实现轮胎吊间歇工作的必备装置。如果制动装置在工作中出现制动效果不佳或失去制动作用，后果是不堪设想的。所以说如何做好大车运行机构制动装置的维护，提高它们的制动效果，确保其时刻处于良好状态，已经成为机械管理和维修人员工作中一项重要的任务。下面我就结合自己几年来的工作体会，浅谈一下轮胎吊大车运行机构制动装置的维护。
一、大车运行机构制动装置的工作原理
我们采用的是日本安川电气公司提供的440V交流变频驱动电动机内置常闭电磁感应式制动器。大车运行传动机构为：驱动电机→制动器→联轴器→变速箱→链传动→大车车轮。当司机操纵手柄向驱动电机输送440V交流电准备工作时，同时通过驱动器指令，输送250V交流电，并经过整流向制动器线圈提供直流电，此时制动线圈在直流电的作用下，由电磁感应产生较大吸引力，从而吸引制动盘轴向移动，克服弹簧张紧力，使制动盘与制动器摩擦片分离（制动器摩擦片是通过中心的花键孔套在电动机后端伸出轴的花键轴上，可沿着轴向在弹簧力和电磁吸力的作用下移动），从而打开制动器，使大车在驱动电机的带动下，通过传动机构运行。
反之，当驱动电机停电时，制动线圈失电，此时制动电磁铁不产生吸力，制动盘在弹簧张力的作用下，紧紧的压在摩擦片上，从而起到制动的作用。
二、日常工作中大车制动装置出现故障的表现形式、产生原因及处理方法
大车运行机构制动装置在排除驱动器和控制电等方面故障的前提下，可能出现的故障主要表现在以下几方面：
1、大车不动作，表现在制动装置上就是不该制动的时候反而制动，或者说制动装置的制动盘打不开。制动盘在六组成圆周均匀分布的弹簧压缩下，紧压在摩擦片上，使电动机不能转动。其产生原因及处理方法如下：
（1）整流块失效。处理方法：在发电机组等正常的前提下，检测整流块的输出电压，如果无直流电压输出，则是整流块烧坏，应进行更换。
（2）制动线圈失效。检测方法：用万用表测量制动电磁铁线圈内阻是否为规定值（大车制动线圈内阻为175欧姆）。如果内阻差距较大，则说明制动电磁铁线圈烧坏，须重新进行制动线圈的更换。
（3）制动器调整间隙过大。制动器调整间隙是指摩擦片与制动盘在制动器打开时的间距，通过安装在制动器外壳直接顶在制动盘上的两个M8×1.25的内六角螺栓的顺（逆）时针旋转来调整制动器的间隙大小.此标准间隙为0.7毫米。通过电机外壳的观察孔,可以观察到制动间隙的大小以及制动盘的移动情况,从而可以确定制动器制动效果的优劣。由于间隙调整过大，而制动线圈所产生的吸力一定，导致吸不动制动盘，使制动器打不开。因此，应调整间隙至标准值。
（4）摩擦片过厚。制动装置是通过圆周均布排列的3个M8×1.25的螺栓与电动机连接在一起的。如果摩擦片过厚将出现无间隙可调的状况。有人认为，增加摩擦片两面衬垫的厚度，可以提高摩擦片的使用寿命，实际上是不合理的。摩擦片过厚，势必增加摩擦片的磨损，并产生热量，导致摩擦片两面衬垫碎裂。对过厚的摩擦片可进行车削至标准厚度13毫米，对不能车削的摩擦片，可采用在制动装置与电机的3个连接螺栓处加平垫片的方法应急处理。
（5）摩擦片衬垫碎裂，楔紧制动盘。出现此现象的症状是大车纹丝不动。处理方法：重新更换新的制动器摩擦片，并清洁制动器内部灰尘。
（6）制动盘定位销卡住。为了使制动盘与制动器安装方便，防止错位，制动盘上均布安装了3个定位销。在长期的运动中，由于震动以及摩擦片衬垫磨损产生的灰尘与水蒸气作用，容易造成定位销卡住，从而使制动器打不开。处理方法：重新拆装制动器，并清洁制动器内部灰尘，调节卡住的定位销。
（7）编码器失效。編码器能够将电动机的运转情况反馈到驱动器。如果编码器出现故障，系统由于接受不到电机的运转情况，将会发出指令，切断驱动电机的电源输入，大车立即停止工作。处理方法：更换失效的编码器。
（8）编码器联轴节坏。编码器联轴节是电机后端输出轴与编码器输入轴的连接部件。两端是靠普通平键连接，中间是靠4个M4螺栓连接两个圆环钢片。长期的工作中，容易出现圆环钢片断裂。处理方法：拆下编码器和制动器，更换圆环钢片，重新组装联轴节。
（9）驱动电机轴承磨损间隙过大或轴承卡住，引起电机堵转，造成大车不动作。处理方法：检查电机轴承、更换失效电机轴承。
2、大车制动装置不动作，表现在制动器上就是该制动的时候不制动。其原因及处理方法如下：
（1）制动器间隙调整过大，造成制动盘压缩不到摩擦片，从而失去制动作用。处理方法：调整至标准制动间隙。
（2）制动弹簧卡住。六组弹簧是按圆周对称分布在制动器的圆形凹槽中，长期的使用、剧烈的冲击和震动，有可能造成弹簧卡住，使制动盘不能及时回位，失去制动作用。处理方法：重新拆装制动器，恢复卡住的弹簧。
（3）制动弹簧失去弹性或是弹簧数量不够，没有足够力量推动制动盘，导致没有制动。处理方法：配装足够的弹簧，更换失效的弹簧。
（4）制动器外壳三个紧固螺母松动。由于大车在运行过程中不可避免存在震动，使制动器和电机的三个连接螺母松动，可能出现制动盘压不紧摩擦片的现象，造成制动不良。处理方法：紧固松动的螺母，调整制动间隙至合适位置。
3、制动器过热。
制动器过热是由于大车在运行过程中，摩擦片与制动盘产生摩擦的结果。其产生原因和处理方法如下：
（1）热保护失效。当大车在运行过程中出现制动器打不开或时开时不开，必然增大电机功率的输出，从而增大电流的输出，使热保护跳闸。当热保护失效时，会继续磨损摩擦片，产生更多的热量，造成制动线圈的烧毁。处理方法：及时检查制动器的温度，一般采用手触摸法。若温度过高，应及时检修热保护和制动器。
（2）制动装置摩擦片磨损产生的灰尘过多。由于制动装置内集聚了过多的灰尘，在制动盘和摩擦片之间进行搅动和摩擦，从而产生热量造成制动器过热，处理方法：及时清除过多的灰尘。
（3）制动盘偏斜，使制动器与摩擦片分离不彻底。造成制动盘偏斜的原因有两个：
A.由于调整制动间隙的两个内六角螺栓调整不一致。
B.压缩弹簧安装不对称。处理方法：调整至正确位置。
三、轮胎吊大车运行机构制动线圈及摩擦片的国产化替代
我们采用的是日本安川公司提供的制动装置，尽管其结构简单，安装方便，但是其价格不菲，制动器一个部件要3万多元，摩擦片也要几千元，同时其供货周期长，往往需要几个月时间，而现在港口生产规模不断扩大，强烈要求有足够的、技术性能良好的机械来做保障，经过仔细研究，我们决定实行国产化替代。
针对以前出现的故障，我们进行了细致的研究分析，发现制动线圈和摩擦片是最容易、最经常出现问题的两个部分。并且结合以前旧的部件原型的外形、芯线材料、直径、内阻等，我们对这两个部分成功实行了国产化替代。
（1）制动线圈：首先铸造制动器的金属外壳，然后经过多次试验，对大车制动线圈采用0.93毫米紫铜漆包线缠绕2200匝。其中大车制动线圈内阻为175欧姆。对缠绕的漆包线线圈，先进行除潮，然后用绝缘漆渗透，并用环氧树脂浇灌，经过烘干、排潮等工艺，最后进行研磨。
（2）摩擦片：按照原装的骨架材料，采用铝合金铸造摩擦片花键骨架，对衬片粘接采用了冷压和热压等加工方法，制造出了满足工作需要的摩擦片。
以上两项经过实践检验，完全满足机械的使用要求。这不仅降低了维修成本，节约了开支，并且大大保证了机械运行的连续性。
综上所述，加强对轮胎吊大车运行机构制动装置的维护，对于确保机械运行的安全，提高操作人员的生产效率，减轻劳动强度，缩短维修时间具有重大的现实意义。以上是自己几年来的一点工作体会和总结，其中肯定有不当之处，还请批评指正！
参考文献
1、德国AEG440V交流变频驱动电动机内置常闭电磁感应式制动器说明手册
关键词 制动装置失效形式国产化替代
中图分类号： U260文献标识码： A
在港口装卸生产中，往往要求轮胎式龙门起重机（以下简称轮胎吊）能够调整工作位置，改变工作地点，以扩大作业范围，提高装卸效率。因此，轮胎吊通常都装有运行机构。而制动装置是保证轮胎吊能够安全、可靠、正常工作的一个重要部分，是实现轮胎吊间歇工作的必备装置。如果制动装置在工作中出现制动效果不佳或失去制动作用，后果是不堪设想的。所以说如何做好大车运行机构制动装置的维护，提高它们的制动效果，确保其时刻处于良好状态，已经成为机械管理和维修人员工作中一项重要的任务。下面我就结合自己几年来的工作体会，浅谈一下轮胎吊大车运行机构制动装置的维护。
一、大车运行机构制动装置的工作原理
我们采用的是日本安川电气公司提供的440V交流变频驱动电动机内置常闭电磁感应式制动器。大车运行传动机构为：驱动电机→制动器→联轴器→变速箱→链传动→大车车轮。当司机操纵手柄向驱动电机输送440V交流电准备工作时，同时通过驱动器指令，输送250V交流电，并经过整流向制动器线圈提供直流电，此时制动线圈在直流电的作用下，由电磁感应产生较大吸引力，从而吸引制动盘轴向移动，克服弹簧张紧力，使制动盘与制动器摩擦片分离（制动器摩擦片是通过中心的花键孔套在电动机后端伸出轴的花键轴上，可沿着轴向在弹簧力和电磁吸力的作用下移动），从而打开制动器，使大车在驱动电机的带动下，通过传动机构运行。
反之，当驱动电机停电时，制动线圈失电，此时制动电磁铁不产生吸力，制动盘在弹簧张力的作用下，紧紧的压在摩擦片上，从而起到制动的作用。
二、日常工作中大车制动装置出现故障的表现形式、产生原因及处理方法
大车运行机构制动装置在排除驱动器和控制电等方面故障的前提下，可能出现的故障主要表现在以下几方面：
1、大车不动作，表现在制动装置上就是不该制动的时候反而制动，或者说制动装置的制动盘打不开。制动盘在六组成圆周均匀分布的弹簧压缩下，紧压在摩擦片上，使电动机不能转动。其产生原因及处理方法如下：
（1）整流块失效。处理方法：在发电机组等正常的前提下，检测整流块的输出电压，如果无直流电压输出，则是整流块烧坏，应进行更换。
（2）制动线圈失效。检测方法：用万用表测量制动电磁铁线圈内阻是否为规定值（大车制动线圈内阻为175欧姆）。如果内阻差距较大，则说明制动电磁铁线圈烧坏，须重新进行制动线圈的更换。
（3）制动器调整间隙过大。制动器调整间隙是指摩擦片与制动盘在制动器打开时的间距，通过安装在制动器外壳直接顶在制动盘上的两个M8×1.25的内六角螺栓的顺（逆）时针旋转来调整制动器的间隙大小.此标准间隙为0.7毫米。通过电机外壳的观察孔,可以观察到制动间隙的大小以及制动盘的移动情况,从而可以确定制动器制动效果的优劣。由于间隙调整过大，而制动线圈所产生的吸力一定，导致吸不动制动盘，使制动器打不开。因此，应调整间隙至标准值。
（4）摩擦片过厚。制动装置是通过圆周均布排列的3个M8×1.25的螺栓与电动机连接在一起的。如果摩擦片过厚将出现无间隙可调的状况。有人认为，增加摩擦片两面衬垫的厚度，可以提高摩擦片的使用寿命，实际上是不合理的。摩擦片过厚，势必增加摩擦片的磨损，并产生热量，导致摩擦片两面衬垫碎裂。对过厚的摩擦片可进行车削至标准厚度13毫米，对不能车削的摩擦片，可采用在制动装置与电机的3个连接螺栓处加平垫片的方法应急处理。
（5）摩擦片衬垫碎裂，楔紧制动盘。出现此现象的症状是大车纹丝不动。处理方法：重新更换新的制动器摩擦片，并清洁制动器内部灰尘。
（6）制动盘定位销卡住。为了使制动盘与制动器安装方便，防止错位，制动盘上均布安装了3个定位销。在长期的运动中，由于震动以及摩擦片衬垫磨损产生的灰尘与水蒸气作用，容易造成定位销卡住，从而使制动器打不开。处理方法：重新拆装制动器，并清洁制动器内部灰尘，调节卡住的定位销。
（7）编码器失效。編码器能够将电动机的运转情况反馈到驱动器。如果编码器出现故障，系统由于接受不到电机的运转情况，将会发出指令，切断驱动电机的电源输入，大车立即停止工作。处理方法：更换失效的编码器。
（8）编码器联轴节坏。编码器联轴节是电机后端输出轴与编码器输入轴的连接部件。两端是靠普通平键连接，中间是靠4个M4螺栓连接两个圆环钢片。长期的工作中，容易出现圆环钢片断裂。处理方法：拆下编码器和制动器，更换圆环钢片，重新组装联轴节。
（9）驱动电机轴承磨损间隙过大或轴承卡住，引起电机堵转，造成大车不动作。处理方法：检查电机轴承、更换失效电机轴承。
2、大车制动装置不动作，表现在制动器上就是该制动的时候不制动。其原因及处理方法如下：
（1）制动器间隙调整过大，造成制动盘压缩不到摩擦片，从而失去制动作用。处理方法：调整至标准制动间隙。
（2）制动弹簧卡住。六组弹簧是按圆周对称分布在制动器的圆形凹槽中，长期的使用、剧烈的冲击和震动，有可能造成弹簧卡住，使制动盘不能及时回位，失去制动作用。处理方法：重新拆装制动器，恢复卡住的弹簧。
（3）制动弹簧失去弹性或是弹簧数量不够，没有足够力量推动制动盘，导致没有制动。处理方法：配装足够的弹簧，更换失效的弹簧。
（4）制动器外壳三个紧固螺母松动。由于大车在运行过程中不可避免存在震动，使制动器和电机的三个连接螺母松动，可能出现制动盘压不紧摩擦片的现象，造成制动不良。处理方法：紧固松动的螺母，调整制动间隙至合适位置。
3、制动器过热。
制动器过热是由于大车在运行过程中，摩擦片与制动盘产生摩擦的结果。其产生原因和处理方法如下：
（1）热保护失效。当大车在运行过程中出现制动器打不开或时开时不开，必然增大电机功率的输出，从而增大电流的输出，使热保护跳闸。当热保护失效时，会继续磨损摩擦片，产生更多的热量，造成制动线圈的烧毁。处理方法：及时检查制动器的温度，一般采用手触摸法。若温度过高，应及时检修热保护和制动器。
（2）制动装置摩擦片磨损产生的灰尘过多。由于制动装置内集聚了过多的灰尘，在制动盘和摩擦片之间进行搅动和摩擦，从而产生热量造成制动器过热，处理方法：及时清除过多的灰尘。
（3）制动盘偏斜，使制动器与摩擦片分离不彻底。造成制动盘偏斜的原因有两个：
A.由于调整制动间隙的两个内六角螺栓调整不一致。
B.压缩弹簧安装不对称。处理方法：调整至正确位置。
三、轮胎吊大车运行机构制动线圈及摩擦片的国产化替代
我们采用的是日本安川公司提供的制动装置，尽管其结构简单，安装方便，但是其价格不菲，制动器一个部件要3万多元，摩擦片也要几千元，同时其供货周期长，往往需要几个月时间，而现在港口生产规模不断扩大，强烈要求有足够的、技术性能良好的机械来做保障，经过仔细研究，我们决定实行国产化替代。
针对以前出现的故障，我们进行了细致的研究分析，发现制动线圈和摩擦片是最容易、最经常出现问题的两个部分。并且结合以前旧的部件原型的外形、芯线材料、直径、内阻等，我们对这两个部分成功实行了国产化替代。
（1）制动线圈：首先铸造制动器的金属外壳，然后经过多次试验，对大车制动线圈采用0.93毫米紫铜漆包线缠绕2200匝。其中大车制动线圈内阻为175欧姆。对缠绕的漆包线线圈，先进行除潮，然后用绝缘漆渗透，并用环氧树脂浇灌，经过烘干、排潮等工艺，最后进行研磨。
（2）摩擦片：按照原装的骨架材料，采用铝合金铸造摩擦片花键骨架，对衬片粘接采用了冷压和热压等加工方法，制造出了满足工作需要的摩擦片。
以上两项经过实践检验，完全满足机械的使用要求。这不仅降低了维修成本，节约了开支，并且大大保证了机械运行的连续性。
综上所述，加强对轮胎吊大车运行机构制动装置的维护，对于确保机械运行的安全，提高操作人员的生产效率，减轻劳动强度，缩短维修时间具有重大的现实意义。以上是自己几年来的一点工作体会和总结，其中肯定有不当之处，还请批评指正！
参考文献
1、德国AEG440V交流变频驱动电动机内置常闭电磁感应式制动器说明手册