翻車機安全制動器液壓系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)化及性能提升

彭俊杰

摘 要：目前國內(nèi)翻車機系統(tǒng)所用的安全制動器多是法國西姆公司生產(chǎn)的SH15液壓盤式制動器。但是由于目前西姆制動器系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致在翻卸車過程中故障繁多，特別是冬季，由于氣溫低油液粘度大導(dǎo)致故障更加頻繁，給公司日常生產(chǎn)作業(yè)帶來嚴重影響。針對上述問題，根據(jù)更改方案對西姆安全制動器液壓系統(tǒng)的設(shè)計進行了優(yōu)化，使其工作性能有了很大的提升。

關(guān)鍵詞：翻車機；安全制動器

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2017.18.106

1 翻車機安全制動器簡介

翻車機系統(tǒng)所用的安全制動器是法國西姆公司生產(chǎn)的SH15液壓盤式制動器。制動器由兩個制動鉗（見圖1）組成，制動力由兩組碟簧產(chǎn)生，常態(tài)下制動器閉合。盤式制動器和液壓站（見圖2）、管路系統(tǒng)配套組成一套完整的制動系統(tǒng)。適用于碼頭纜車、礦井提升機及其它提升設(shè)備，作為工作制動和安全制動之用。松閘力由與制動器相連的液壓站提供，其工作原理圖如圖3所示。

國投曹妃甸港口有限公司翻車機區(qū)域目前安裝安全制動器系統(tǒng)共計16套，對翻車機的制動起著至關(guān)重要的作用。但是由于目前西姆制動器系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致在翻卸車過程中故障繁多，特別是冬季，由于氣溫低油液粘度大導(dǎo)致故障更加頻繁，給公司日常生產(chǎn)作業(yè)帶來嚴重影響。

經(jīng)過技術(shù)人員、維修人員及巡視人員的多方觀察、分析和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)安全制動器的故障主要存在于以下幾點原因：

冬季低溫環(huán)境下，安全制動器油液粘度低，導(dǎo)致在作業(yè)過程中頻繁出現(xiàn)打開超時故障；安全制動器液站功能缺少液位檢測裝置，導(dǎo)致在作業(yè)過程中不能及時檢測油液的缺失；安全制動器液壓元器件的布局極其不合理，無論是儀表還是手動泵位置均不合理，導(dǎo)致在維修及保養(yǎng)過程中帶來極大的不便；液壓站所用元部件價格高昂，采購周期長；由于工作環(huán)境差，安全制動器保護裝置不足導(dǎo)致液壓系統(tǒng)中雜質(zhì)較多，液壓油品更換較頻繁。

2 解決方案

2.1 安全制動器液壓系統(tǒng)中增加加熱器及溫控儀

自投產(chǎn)后每年冬季，翻車機裝配的8套制動器均發(fā)生了打開超時故障，且故障出現(xiàn)頻繁，嚴重影響了作業(yè)效率。結(jié)合故障記錄與環(huán)境溫度發(fā)現(xiàn)，當環(huán)境溫度較低時，故障次數(shù)較多，且處于風(fēng)口處的制動器發(fā)生故障次數(shù)要明顯多于非風(fēng)口位置的安全制動器。當將原液壓系統(tǒng)使用的32號液壓油更換為低溫性能較好、抗凝性能優(yōu)越的液壓油時，故障頻率有所降低。由此可知，在冬季氣溫較低時（最低氣溫零下20攝氏度），液壓油粘度較高，油液流動性降低，最終導(dǎo)致制動盤動作緩慢。

基于以上分析，在液壓系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)化方案中配置了加熱器及溫控儀。加熱器用以給液壓油加熱，溫控儀用來控制液壓油溫度。通過溫控儀的設(shè)置控制加熱器的啟停。當溫控裝置檢測到油溫低于15攝氏度時，啟動加熱器給油箱加熱；當油溫達到50攝氏度時，加熱停止，設(shè)計優(yōu)化后的安全制動器液壓原理圖如圖4所示。自2015年投入新液壓系統(tǒng)后，無類似故障發(fā)生。

2.2 安全制動器液壓系統(tǒng)中增加液位繼電器

在起步工程重載試車階段，一臺安全制動器液壓站的放油孔堵塞松動，液壓油泄漏，因發(fā)現(xiàn)不及時，油箱的油全部漏掉，齒輪泵吸空，最終導(dǎo)致電機過載燒壞。在使用過程中，也有過類似故障，但因發(fā)現(xiàn)及時，未導(dǎo)致液壓站的元部件損壞。

為了能及時發(fā)現(xiàn)低速制動器液壓系統(tǒng)滲漏油故障，改造時在液壓站上配置了液位檢測裝置——液位繼電器（見圖7）。液位檢測裝置能及時發(fā)現(xiàn)液壓站漏油故障，避免漏油過多，導(dǎo)致其他元件受損及液壓油浪費，同時也大大增加了設(shè)備的可靠性及安全性。

2.3 合理布置安全制動器液壓系統(tǒng)中的元器件

安全制動器安裝于翻車機驅(qū)動部位，空間狹小，每次在進行安全制動器的維保時無論利用手動泵對制動器進行手動打壓，還是對安全制動器液位的觀察都是極其不方便的。因此在對安全制動器液壓系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化時我們對其元器件的布置也進行了考慮，將制動器液壓站的安裝固定裝置外置，同時將壓力表、液位計等計量元件均安裝在外側(cè)，方便觀察及維護，同時簡化設(shè)計，最終實現(xiàn)只需借助一個扳手就能實現(xiàn)液壓站的拆裝。

2.4 安全制動器液壓系統(tǒng)中的元器件均更換為標準件

原安全制動器液壓站所用元部件來源于歐洲波蘭、瑞士等五個國家的廠家，且大多是非標準件，采購時受周期與數(shù)量影響較大，給備件采購帶來很大困難，制動器備件的采購周期難于保證，且備件的采購價格也比較高。而優(yōu)化后的安全制動器液壓系統(tǒng)的主要元部件都使用國際知名品牌，如美國SUN，采購周期短，其元部件的最大采購周期為一個月，價格相對較便宜。

2.5 安全制動器液壓系統(tǒng)增加保護裝置

由于工作環(huán)境差，煤塵較多，并且原安全制動器液壓系統(tǒng)整體裸露在外面，致使現(xiàn)場會布滿煤塵，原安全制動器液壓系統(tǒng)再使用及維保過程中不可避免的導(dǎo)致油液污染，從而影響安全制動器的穩(wěn)定性。

為了保證安全制動器油液及其閥組的清潔，在安全制動器液壓系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化的過程中我們?yōu)槠湟簤赫咎砑恿朔缐m罩，防塵罩附帶散熱孔，既能有效的防止煤塵覆蓋，又能實現(xiàn)散熱功能。

3 項目投資與收益

（1）直接經(jīng)濟效益。目前，國投曹妃甸港口有限公司已有2套設(shè)計優(yōu)化后的液壓系統(tǒng)已投入使用。原液壓站價格在八萬元以上，新液壓站總造價約三萬元，僅一套液壓站就為公司節(jié)約成本約五萬余元，投入以來，采購低速制動器液壓站備件節(jié)約10余萬元。其在線完好率提升4.16%，達到99.53%，投入使用以后共計節(jié)約因設(shè)備空運轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的電費20余萬元。

（2）間接經(jīng)濟效益。

4 項目的價值和意義

該項目立足于解決翻車機區(qū)域的安全制動器故障，提高了安全制動器使用的穩(wěn)定性，具有投資小、效益大的特點，該項目由國投曹妃甸港口有限公司獨立設(shè)計，具有很好的創(chuàng)新思路，為生產(chǎn)的高效運行提供了保障。