天車運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動系統(tǒng)的優(yōu)化

高 原

(河鋼邯鋼邯寶煉鋼廠，河北 邯鄲 056000)

1 系統(tǒng)構(gòu)造與工作原理分析

在傳統(tǒng)產(chǎn)品中，起重機(jī)的運(yùn)行結(jié)構(gòu)涵蓋低速端半齒聯(lián)軸器、車輪(臺車)組、制動器、制動輪聯(lián)軸器、制動輪聯(lián)軸器、電動機(jī)、高速端半齒聯(lián)軸器，在傳統(tǒng)制動系統(tǒng)中，應(yīng)用的制動器屬于常閉式制動器。制動器工作狀態(tài)、手柄之間處于連鎖狀態(tài)。在正常的運(yùn)行狀態(tài)下，手柄離開零位時(shí)，制動器處于打開狀態(tài)，手柄回歸零位時(shí)，制動器即可啟動。在制動器的工作狀態(tài)下，運(yùn)動結(jié)構(gòu)是處于安全狀態(tài)的，但是操作難度較大，即便采用多次點(diǎn)動的方式，也常常難以順利進(jìn)行對位。如果運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用的是腳踏制動系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)一般包括高速端浮動軸、低速端浮動軸、車輪(臺車)組、工作制動器(常開式)、電動機(jī)減速器、安全制動器(常閉式)等設(shè)備構(gòu)成。在運(yùn)行機(jī)構(gòu)中，設(shè)置了不同工作模式制動器，包括常開式制動器與常閉式制動器，前者屬于工作制動器，后者則是安全制動器。

2 制動系統(tǒng)問題分析

本研究的制動系統(tǒng)為QD20/5-24.5-A6型行車大車，在技術(shù)參數(shù)上，主鉤起重量是20t、跨距是24.5m、副鉤起重量為5t，在制動系統(tǒng)上，推行液力推動常閉式抱閘，在用電模式上，采用與電機(jī)并聯(lián)的形式。在原有制動方案中，MI屬于橋式起動機(jī)電機(jī)、M2屬于重型打車剎車電機(jī)，在M1和M2的輸入電源上，都是應(yīng)用了三相380V，接法采用并聯(lián)的方式，在運(yùn)行過程中，兩者會同時(shí)失電，也會同時(shí)得電，M2電機(jī)線圈采用的是星形接法，在啟動了電機(jī)之后，即可啟動剎車電機(jī)，將抱閘打開，大車電機(jī)會逐漸失電，繼而引發(fā)剎車電機(jī)的失電，抱閘完成閉合后，就會剎車。在運(yùn)行時(shí)，由于形車重量大，吊物重量大，如果停車時(shí)抱閘太緊或者運(yùn)行速度太快，在慣性影響下，行車會出現(xiàn)較大震動。上述問題的存在可能會誘發(fā)軌道變形、吊物擺動太大等一系列的問題。如果抱閘太松，在沒有制動的情況下，大車滑行距離會超過50m，很難止住，也很容易誘發(fā)裝車問題。從上述問題來看，原有制動系統(tǒng)方案存在種種問題，設(shè)計(jì)只是單一為了通過檢驗(yàn)。對此，在投入使用后，摒棄了原有的制動系統(tǒng)，為了確保停車的準(zhǔn)確性，均推行打反車制動方式，盡管現(xiàn)有要求規(guī)定禁止打反車制動，但是如果大車制動系統(tǒng)的運(yùn)行不理想，也可采用該種方式。

3 腳踏式制動系統(tǒng)

與傳統(tǒng)制動系統(tǒng)相比，腳踏式制動系統(tǒng)中設(shè)置了常開觸點(diǎn)制動器，其本質(zhì)屬于一種工作制動器，而傳統(tǒng)系統(tǒng)制動則是安全制動器。在運(yùn)行之后，可以采用腳踏開關(guān)控制的方式來把控制動器抱緊，確保正過程控制效果。腳踏開關(guān)控制系統(tǒng)需要借助變頻器來控制液壓推桿，在其中一般不需要設(shè)置位置開關(guān)，是通過變頻器信號的改變來控制制動力矩，以此來控制車速。根據(jù)控制流程圖來看，隨著變頻器輸入值的變化，制動器液體推動器就會發(fā)生變化，應(yīng)用了電位器，這是一個(gè)輸入環(huán)節(jié)，改變相應(yīng)的腳踏開關(guān)電位器，在電位器出現(xiàn)變化后，變頻器輸入模擬值也發(fā)生了相應(yīng)改變，變頻器速度輸出也發(fā)生變化，此時(shí)會帶動液壓桿驅(qū)動，以控制制動力矩。通過該種方式，在運(yùn)行過程中，即可通過對腳踏開關(guān)踩下深度的控制來控制對位、停車，在制動器之中，其制動力矩、制動速度都會受到腳踏開關(guān)位移的影響，電位器位移變化越大，那么就會增加制動器液壓推桿形成，加大制動力矩，制動速度也就越快。相反，如果電位器位移較小，就會縮短制動器液壓推桿，減小制動力矩，制動速度就會相應(yīng)減慢，這一工作原理與汽車的制動方式相同，能夠有效減少反車制動，保護(hù)各個(gè)零部件的正常運(yùn)行。

此外，在系統(tǒng)中，還有常閉式制動器，通過該種方式可以起到保護(hù)效果，隨著運(yùn)動機(jī)構(gòu)手柄離開后，常閉制動器就會打開，帶動運(yùn)行機(jī)構(gòu)的工作，在運(yùn)動機(jī)構(gòu)接近零位時(shí)，需要應(yīng)用到延時(shí)繼電器，會延時(shí)閉合。在具體的運(yùn)行過程中，需要根據(jù)實(shí)際要求來控制腳踏開關(guān)，通過常開制動器，起到制動作用，根據(jù)具體要求的不同，腳踏開關(guān)可以深踩，也可以淺踩。如果起重機(jī)出現(xiàn)掉電的問題，那么常閉制動器就會處于閉合狀態(tài)，以起到安全抱閘的效果。如果在緊急狀態(tài)下運(yùn)行，需要按下急停按鈕，此時(shí)，安全制動器就會抱閘，將安全事故扼殺在萌芽狀態(tài)，保護(hù)設(shè)備、人員安全。

4 腳踏式制動系統(tǒng)的應(yīng)用

4.1 常開變頻制動器

為了解決常閉變頻器制動器斷電抱閘問題，2015年，公司購買2套常開變頻制動器，制動器的形式為常開式制動模式，采用這一措施，有效減少了能源的浪費(fèi)，制動效果也非常好。但是，這種設(shè)置方式也存在一系列的問題，行車大車剎車停穩(wěn)之后，就會斷電，在準(zhǔn)備下車的時(shí)候，由于行車軌道存在精度誤差，在行車時(shí)，會存在移動距離，導(dǎo)致行車偏離登梯口，會引發(fā)行車操作下車?yán)щy的問題，如果風(fēng)較大，可能會把行車吹走，給行車造成安全隱患。

4.2 腳踏液壓制動器

為了解決原來系統(tǒng)制動系統(tǒng)中的各類問題，2014年7月，公司購買4套腳踏液壓制動器，對原有的大車制動系統(tǒng)做出了改造。腳踏液壓制動器非常適合應(yīng)用在中型、小型起重機(jī)大車的改造中，目前已經(jīng)得到了推廣和使用，提供了很好的減速制動、平穩(wěn)放慢方式，實(shí)踐證實(shí)，在制動器投入后，蹬踏腳感非常明顯，起到了很好的制動效果。但是隨著使用時(shí)間的延長，制動器的缺陷暴露出來，常常發(fā)生剎車不靈的問題，引起安全事故，有一次將貨車撞壞，賠償他人1.1萬元，究其根本原因，是由于管路太長，超過了20m，在管路中出現(xiàn)空氣或者滲油問題后，就很容易導(dǎo)致剎車失靈。

5 結(jié)語

利用變頻器輸入值變化來對大車制動器液體推動器進(jìn)行控制，設(shè)置電位器來用作變頻器輸入，隨著電位器位置的變化，變頻器輸入模擬值也會出現(xiàn)相應(yīng)變化，從而影響變頻器速度輸出，讓驅(qū)動液壓桿可以在各類情況下工作，從而更好地控制制動力矩。采用該種方式，即可通過對腳踏開關(guān)踩下深度來控制對位、停車，在制動器之中，其制動力矩、制動速度都會受到腳踏開關(guān)位移的影響，電位器位移變化越大，那么就會增加制動器液壓推桿形成，加大制動力矩，制動速度也就越快。如果起重機(jī)出現(xiàn)掉電的問題，那么常閉制動器就會處于閉合狀態(tài)，以起到安全抱閘的效果。如果在緊急狀態(tài)下運(yùn)行，需要按下急停按鈕，此時(shí)，安全制動器就會抱閘，將安全事故扼殺在萌芽狀態(tài)，保護(hù)設(shè)備、人員安全。