起重機制動器的安全使用及研究＊

付紅偉，王永峰，王小賓

（新鄉(xiāng)市特種設備檢測檢驗所，河南 新鄉(xiāng) 53000）

1 制動器在起重機上的作用及其構造

1.1 制動器的作用

制動器是依靠摩擦而產生制動作用的，為了能用較小的制動器達到較好的制動效果，通常會把制動器裝在傳動機構的高速軸上，即設在電機或減速機的輸入軸上。某些安全制動器則裝在低速軸或卷筒軸上，以防止傳動系統(tǒng)斷軸使物件墜落。制動器既是工作裝置，又是安全裝置，其性能和可靠性對起重作業(yè)安全關系極大。起重機制動器的功能是：停止作用——使運動部分在一定時間或行程內迅速停止運動；支持作用——使吊載或起重機臂架可以靜止停留在空中任意位置；落重作用——保持制動力和重力平衡，使物體勻速向下運動。

圖1 塊式制動器構造

1.2 制動器的構造

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，如圖一，為塊式制動器的構造。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(lián)合式等。

2 制動器的安全檢查

2.1 制動器整體檢查

首先檢查整個制動器動作是否靈活，不得有卡塞現象。電磁鐵的動、靜鐵芯應接觸良好。檢驗方法：①用扳手壓電磁鐵鐵芯（短行程），觀察各部分的活動是否靈活，制動輪與兩個制動瓦間隙是否相等；②用手搖晃制動臂，觀察其銷軸磨損情況，銷軸磨損量達名義直徑的3%～5%時，應更換新件或修補；③長行程制動器要特別注意檢查動靜鐵芯之間部分，將底框架所涉及的基礎水泥保護層去掉，同時采用特種水泥，對墊鐵部分進行錨固，更換限位座及各拉桿、采用防松拉桿、更換新型過渡器等。

2.2 制動帶的檢查

正常運轉的制動器，不允許鉚釘露出制動帶。制動輪工作表面不光滑，或者制動輪與制動帶配合不良時，都會產生嚴重的磨損，從而使制動力矩減少，甚至使制動器失去作用。當制動帶磨損達到原厚度的50% 時，應更換新制動帶。

2.3 制動輪的檢查

制動輪不得有缺陷和裂紋。在使用過程中，制動輪表面如果出現大于2mm的凹陷或抓痕，則應將制動輪按標準重新加工。制動輪的錐孔與軸不得有相對轉動，如發(fā)現有相對轉動，則應拆開檢查軸鍵是否被擠扁或鍵槽是否擴大。制動輪工作表面的工作溫度不應超過200℃。工作表面要經常用煤油清洗，防止由于油污使制動輪打滑造成事故。

2.4 其他部件檢查

制動臂、頂桿、框形拉桿、主副彈簧等不應有裂紋和永久變形。地腳螺栓、鎖緊螺母及其鎖緊件都不應有損壞或脫落。

3 制動器的故障及原因

3.1 制動力不足

制動輪磨損過大導致彈簧過松，輪間有油垢，葉輪旋轉不靈等，導致不能及時剎住懸掛的重物或車體的運行。

3.2 制動器突然失靈

這可能是由于制動帶磨損嚴重或脫掉，也有彈簧失效或制動架損壞等原因，致使制動帶抱不住制動輪而引起的。除要更換和修復損壞的零件外，應調整制動器使尺寸不小于相應的表列數值，即可恢復正常。

3.3 制動輪溫度過高，制動帶冒煙

安裝調整得不好，有時候制動器雖然打開，但有一個制動帶沒有離開制動輪，工作時相互摩擦，使制動輪的溫度短時間內升到300～400℃，制動帶冒煙。應及時調整制動架使制動帶的中心與制動輪的中心重合，打開后兩邊間隙相等，并應注意制動帶需與制動輪的制動面平行。

3.4 制動臂打不開

原因可能是各鉸接點卡死不能轉動，主彈簧的作用力太大，液壓推桿或液壓電磁鐵油中缺油或空氣沒有放盡，線圈或整流元件燒毀，線路出了故障，電壓過低等。找出原因后，應及時修復。制動架的各鉸接點應用稀油每星期澆注一次，使其減少磨損并能靈活轉動。

3.5 易于脫開調好的位置

液壓推桿制動器是靠推桿中的電動機帶動葉輪旋轉，使油液產生向上的推力，把活塞桿抬起來，從而打開制動器。斷電后，在制動架上主彈簧的作用下，推桿退回原來位置。調整推桿時，應把其行程的1／3留作制動帶磨損后的補償行程用。推桿的正常工作位置是垂直的，但傾斜10°～20°并不影響其工作性能。

4 安全條件下起重機制動器研究

4.1 制動器一般安全條件

操作人員在啟動起重機前，須按下啟動按鈕，以保證安全制動器與起重機同時啟動。起重機啟動后，安全制動器處于常開狀態(tài)，同時工作制動器開啟負責起重機升降的制動工作。起重工作完成后，及時關閉工作制動器，相關操作人員檢查各事項，無異常情況則斷開起重機電源，離開操作平臺，安全制動器同時被鎖定，整個起重工作結束。若起重機工作過程中發(fā)生故障，操作人員必須馬上按下應急制動按鈕，此時，工作制動器及安全制動器會相繼合閘制動，安全制動器延遲約2～5秒，防止安全事故發(fā)生。起重機工作過程中發(fā)生事故時，操作人員須立刻按下緊急制動按鈕，此時起重機控制電源立刻斷開，工作制動器及安全制動器會馬上合閘制動，防止事故嚴重程度的進一步擴大。在系統(tǒng)失電等特殊情況下，需同安全事故發(fā)生時進行同樣處理，即按下緊急制動按鈕，保證工作制動器及安全制動器的同時瞬間合閘制動。另一種保證起重機制動器安全性能的方法是將安全制動器設置為常開狀態(tài)，起重機實施作業(yè)過程中主要是工作制動器在發(fā)揮作用，安全制動器作為備用保護措施，雙重保證下防止安全事故的發(fā)生。另外，在起重機實施作業(yè)過程中發(fā)生故障或事故時，工作制動器需要檢修時，高速擋與低速擋進行切換時，工作制動器合閘制動，停止工作，安全制動器才會進入工作狀態(tài)。

4.2 安全工作條件設計制動器

制動器跟起重機不同，沒有相應的工作分級，其主要原因有兩種：（1）起重機為了滿足間歇動作的特點，將機構工作級別劃分為不同等級，而制動器無須這一概念，不同工作級別的起重機只需使用相應制動器即可滿足要求。（2）起重機對應不同荷載其工作級別會發(fā)生相應變化，而制動器的唯一指標是制動力矩，因為具有一定的制動力矩，所以無論何種工作級別的結構，都無須分級，使用相應力矩的制動器就可以。為了滿足不斷提高的起重機安全性能要求，制動器也必須由原來的制動力矩單一指標所控制的標準件轉化為由工作級別等一系列復合指標所確定的標準件，即制動器除了滿足制動力矩需求外還要滿足不同起重機對制動器的工作級別、動作時間、可靠性及連鎖控制功能等方面的需求。

4.3 緊急制動器安裝

緊急制動器的安裝必須滿足以下相關要求：①在卷筒上的鉗盤制動面，其安裝位置的誤差必須控制在有效范圍內，其制動頭不被方向調節(jié)的作用，必須保證摩擦片能完全解除制動盤，而鉗與盤之間的空隙可按相關標準進行單獨調整。在起重機的松閘顯示開關上，能直觀地顯示出活塞的相關動作；②制動器鉗盤位置必須合理，具體應為卷筒下繩側，因為制動盤在卷筒下繩側時，所受的力為下向圓周力，能有效制動，若產生向上的圓周力，這樣對上撥制動器機座的操作形成阻礙；③利用電動機來進行液壓泵的驅動，壓力通過安全閥門同時到達兩個液壓缸，使得閘為松開狀態(tài)。在緊急制動器中，設置手動泵以及手動閥等相關操作件，一旦電氣出現故障時，可實現手動松閘。

［1］萬力.起重機械安裝使用維修檢驗手冊［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2000.

［2］馬兵.PLC在雙鉤橋式起重機安全制動器上的應用［J］.機械管理開發(fā)，2006，（4）：102-105.

［3］楊鶴清.起重機制動器的特點及應用［J］.江西冶金，2004，（6）：120-122.

［4］GB／T3811-2008，起重機械設計規(guī)范［S］.

［5］GB／T6067-2010，起重機安全規(guī)范［S］.