電動夾輪器的發(fā)展與應(yīng)用解析

摘? 要：電動夾輪器的出現(xiàn)極大地提高了防風(fēng)制動裝置的工作效率，由于其采用電能作為驅(qū)動，使其較傳統(tǒng)夾輪器和液壓輪邊制動器而言更加清潔環(huán)保。本文在對電動輪邊制動器與液壓輪邊制動器進(jìn)行對比分析的基礎(chǔ)上，剖析了電動夾輪器的工作原理，并根據(jù)電動夾輪器的結(jié)構(gòu)特點解析了其在安裝、調(diào)試及運行維護(hù)等方面所具有的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：電動輪邊制動器;電動夾輪器;制動器結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TH134? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）19-0183-03

Abstract：The emergence of electric gripper greatly improves the working efficiency of wind-proof brake device. Because it uses electric energy as driving force，it is cleaner and more environmentally friendly than traditional gripper and hydraulic wheel-side brake. Based on the comparative analysis of electric wheel brake and hydraulic wheel brake，this paper analyzed the working principle of electric wheel gripper，and analyzed its advantages in installation，debugging and operation maintenance according to its structural characteristics.

Keywords：electric wheel brake;electric wheel clamp;brake structure

0? 引? 言

制動器是指具有使運動的機械或部件減速、停止或保持停止?fàn)顟B(tài)等功能的裝置，在設(shè)備制造及機械加工行業(yè)中得到了十分廣泛的應(yīng)用。隨著工業(yè)化的迅猛發(fā)展和大功率機械的投入使用，傳統(tǒng)的夾輪器已經(jīng)無法滿足日漸增長的生產(chǎn)力需求。液壓輪邊制動器的出現(xiàn)緩解了這一矛盾。作為一種新型的防風(fēng)、制動裝置，液壓輪邊制動器采用碟形彈簧制動，液壓站驅(qū)動釋放，結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)工作量小，一時間被廣泛用于室外大中型起重機及港口裝卸機械工作狀態(tài)下的防風(fēng)制動和非工作狀態(tài)下的輔助防風(fēng)制動[1]。然而，液壓夾輪器安裝過程復(fù)雜，在瓦塊退距、瓦塊隨位、退距均等、閉合時間等調(diào)試過程中對精度的要求較高，運行過程中維護(hù)要求高，定檢項目多，且運行中若液壓油泄漏將直接影響制動功能。為了滿足高效便捷、綠色環(huán)保的新時代需求，電動夾輪器應(yīng)運而生。

隨著電氣科技的飛速發(fā)展，電動夾輪器逐漸得到了改進(jìn)和完善[2，3]。電動夾輪器與液壓夾輪器一樣，能夠作用于室外大中型起重機及港口裝卸機械工作狀態(tài)下的防風(fēng)制動和非工作狀態(tài)下的輔助防風(fēng)制動，并且由于其使用的是電力驅(qū)動，供能綠色清潔，不存在液體泄漏等環(huán)保問題。另外，隨著我國電價的逐漸下調(diào)，電動夾輪器的使用成本也日漸下降，運行效能不斷提高。

1? 電動式輪邊制動器工作原理

DLZ系列電動輪邊制動器（以下簡稱電動夾輪器）是一種防風(fēng)制動裝置。主要用于室外大中型起重機及港口裝卸機械工作狀態(tài)下的防風(fēng)制動和非工作狀態(tài)下的輔助防風(fēng)制動。電動夾輪器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其工作原理如下：電機得電驅(qū)動齒輪傳動，通過齒輪傳遞力矩推動絲杠壓縮制動碟簧，繼而帶動制動臂內(nèi)收，通過鉸點的作用帶動制動襯墊遠(yuǎn)離制動盤，消除夾緊力，電磁鐵得電維持制動襯墊退距;當(dāng)電機斷電失去驅(qū)動力時，電磁鐵失電，兩個制動臂在制動彈簧作用下向外擺動，制動襯墊閉合并夾緊大車車輪輪緣兩側(cè)面上并產(chǎn)生規(guī)定的夾緊力。

2? 電動夾輪器的安裝與調(diào)試

2.1? 安裝前的準(zhǔn)備

為了保障電動夾輪器功能的完整實現(xiàn)，在安裝前，需對制動器的各零部件進(jìn)行檢查，確保器件齊全，同時應(yīng)進(jìn)行下列4個項目的檢查，保障安裝過程的順利進(jìn)行：

（1）制動器動作是否靈活，各活動鉸點有無銹蝕卡死;

（2）制動襯墊及車輪摩擦面是否沾有影響摩擦力的油污、油漆及其他雜質(zhì);

（3）檢查制動器安裝孔的位置、安裝表面的平整與清潔;

（4）檢查制動器銘牌內(nèi)容是否與選型一致。

2.2? 安裝

液壓式夾輪器在安裝時，需要先將液壓站安裝到位，并布置好輸油管道，再將液壓管路與制動器油缸的進(jìn)油口連接，而且如有單向節(jié)流閥，則需要先將節(jié)流閥與制動器油缸相連，再與管路接通，安裝步驟較為復(fù)雜。

而相比之下，電動夾輪器安裝前只需將安裝支架加工好。再根據(jù)圖2示意圖，按照以下步驟進(jìn)行安裝即可：

（1）順時針旋轉(zhuǎn)鎖緊螺母（件5），使之向電動推桿（件11）側(cè)移動一定距離并同時縮短連接桿（件23）的連接長度;

（2）將制動臂（件2）向電動推桿方向移動，使A尺寸大于車輪寬度;

（3）用合適的工具吊裝制動器（參見圖1），平移至輪邊制動器的安裝架，并用螺栓連接;

（4）將制動器調(diào)整對中;

（5）安裝并調(diào)整后制動器要滿足運行規(guī)程的要求。

電動夾輪器最顯著的特點是裝有電機、電磁鐵、電感式接近開關(guān)，用于開閘時的連鎖保護(hù)或信號、故障顯示。而電機、電磁鐵和電感式接近開關(guān)都在出廠前已初裝好，只需要在使用前進(jìn)行相關(guān)檢查并按主機要求配接相應(yīng)的軟電纜即可，極大地節(jié)省了夾輪器的安裝耗時，有效地提高了作業(yè)效率。

2.3? 調(diào)試

相較于傳統(tǒng)夾輪器和液壓式夾輪器而言，電動夾輪器的調(diào)試過程不涉及液壓站的調(diào)整，自動化程度高，調(diào)試過程簡單便捷。其主要調(diào)試內(nèi)容包括以下5項：

（1）判斷制動器電機接線是否正確。當(dāng)所有接線和制動器確認(rèn)安裝完成后，測試電機短時間得電（每次得電不超過2s），觀察滾珠絲杠是否收縮，若收縮則繼續(xù)后面的操作;若絲杠頂出，電機電源線接反，則應(yīng)立即斷開電源，重新正確接線，方可繼續(xù)后面操作。

（2）制動器打開間隙及夾緊力調(diào)整。制動器打開間隙（釋放狀態(tài)下制動襯墊與車輪制動表面之間的間隙）的大小將直接影響制動器夾緊力的大小，在使用之前必需調(diào)整到規(guī)定的額定值，確保閉合制動器時，測量絲杠與缸體的尺寸符合運行規(guī)程要求。

（3）制動器隨位彈簧調(diào)整。制動器在兩個瓦塊上設(shè)置了瓦塊自動隨位裝置，并且在制動器出廠時已經(jīng)調(diào)整好，如工作時不正常只需擰松隨位彈簧緊定螺釘，使隨位彈簧處于松馳狀態(tài)即可。

（4）制動器退距均等調(diào)整：1）手動或電動打開制動器，觀察兩側(cè)襯墊到車輪側(cè)面的間隙是否相等，如不等則需進(jìn)行調(diào)整;2）逆時針旋轉(zhuǎn)兩側(cè)調(diào)整螺栓鎖緊螺母，使之松退;再逆時針旋轉(zhuǎn)間隙較小側(cè)的退距均等調(diào)整螺栓，使之松退且到安裝底座側(cè)面有足夠的間隙;3）順時針旋轉(zhuǎn)間隙較大一側(cè)的退距均等調(diào)整螺栓，使之頂住安裝底座側(cè)面，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)就會發(fā)現(xiàn)，此側(cè)的間隙變小，另一側(cè)會變大，觀察兩側(cè)間隙，直至符合要求為止，再順時針旋轉(zhuǎn)兩端的調(diào)整螺栓鎖緊螺母，直至擰緊為止。

（5）制動器開關(guān)調(diào)整。電動夾輪器需進(jìn)行感應(yīng)式限位開關(guān)調(diào)整，使制動器處于打開狀態(tài)，擰松限位開關(guān)的開關(guān)螺母，左右移動感應(yīng)開關(guān)，打開與閉合制動器，檢測限位開關(guān)信號，使限位開關(guān)在制動器打開時有信號發(fā)出，閉合時無信號發(fā)出即可。

3? 運行和維護(hù)

3.1? 電動夾輪器的跑合

電動夾輪器在投入使用前應(yīng)進(jìn)行動態(tài)試跑合，其具體步驟如下：

（1）閉合制動器，大車驅(qū)動電機通電運轉(zhuǎn)，使大車輪在制動器閉合狀態(tài)下運轉(zhuǎn)2～3圈，打開制動器，觀察制動襯墊的摩擦表面與車輪兩側(cè)摩擦面的貼合情況，如貼合面積大于80%，則停止跑合。如達(dá)不到，則重復(fù)以上步驟，直至滿足要求為止。

（2）在進(jìn)行試車跑合中，應(yīng)隨時檢查如下情況：1）襯墊與車輪兩側(cè)摩擦面貼合狀況;2）制動盤溫度（不應(yīng)超過350℃）;3）螺紋連接件是否松動;4）開關(guān)信號是否正常;5）制動、運轉(zhuǎn)聲音是否正常。

當(dāng)試車運行正常后，制動器才可正式投入使用。

3.2? 維護(hù)

液壓式夾輪器在維護(hù)期間需要從制動器液壓缸觀察窗口檢查是否有碟簧碎裂和液壓油泄漏至碟簧處，如碟簧碎裂或漏油，必須更換新配件或維修，由于制動器液壓缸拆卸過程較為繁瑣，往往要耗費大量時間。

相比于液壓式夾輪器而言，電動夾輪器的維護(hù)則較為簡單，只需每7～10個工作日對制動器及車輪兩側(cè)摩擦面狀態(tài)的性能進(jìn)行檢查即可，檢查的主要項目包括以下6個內(nèi)容：

（1）制動器夾緊力及襯墊打開間隙：檢查或重新調(diào)整夾緊力及襯墊打開間隙;

（2）制動器兩側(cè)襯墊打開間隙均等情況：當(dāng)制動器兩側(cè)襯墊打開間隙不均等時，要進(jìn)行重新調(diào)整;

（3）襯墊厚度及磨損情況：當(dāng)襯墊的摩擦材料部分厚度≤3mm時，要更換襯墊;

（4）連接銷軸是否轉(zhuǎn)動靈活：如有卡滯現(xiàn)象排除或者更換軸套;

（5）車輪兩側(cè)摩擦面清潔情況：如有油污、焊渣等影響摩擦系數(shù)的雜物，應(yīng)進(jìn)行清理;

（6）限位開關(guān)：檢查限位開關(guān)是否正常工作，否則進(jìn)行調(diào)整或更換。

另外，本文根據(jù)電動夾輪器的運行特點，總結(jié)歸納了電動夾輪器在運行過程中的常見故障以及對應(yīng)的解決措施，如表1所示。

4? 結(jié)? 論

電動夾輪器的出現(xiàn)為室外大中型起重機及港口裝卸機械工作狀態(tài)下的防風(fēng)制動和非工作狀態(tài)下的輔助防風(fēng)制動提供了可靠的安全保障，其獨特的結(jié)構(gòu)為實現(xiàn)夾輪器運行的經(jīng)濟性、安全性、高效性提供了依據(jù)，同時由于采用清潔電能，也保障了夾輪器運行過程滿足新時代對綠色環(huán)保的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 交通部水運司.港口起重運輸機械設(shè)計手冊 [M].人民交通出版社，2001.

[2] 蔡淋霖.取料機夾輪器制動系統(tǒng)的改造 [J].港口裝卸，2017（3）：32-34.

[3] 吳峰崎，許海翔，姚文慶，等.夾輪器抗風(fēng)防滑能力試驗動態(tài)仿真研究 [J].制造業(yè)自動化，2013，35（11）：77-79+88.

作者簡介：葉海青（1982.09-），男，漢族，漳州長泰人，工程師，本科，研究方向：電氣工程及自動化。