安全制動(dòng)器在冶金鑄造起重機(jī)中的應(yīng)用分析

申志浩

摘 要 鑄造起重機(jī)是煉鋼行業(yè)起重和運(yùn)輸中必不可少的設(shè)備，其中安全制動(dòng)器只能被動(dòng)地靠人為操作，當(dāng)出現(xiàn)吊鉤超卷等異常情況時(shí)，將會(huì)存在很大的安全隱患。本文對(duì)安全制動(dòng)器在冶金制造起重機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，保證了起重機(jī)的安全運(yùn)行，對(duì)同行業(yè)的安全制動(dòng)器設(shè)計(jì)具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞 鑄造起重機(jī);安全制動(dòng)器;安全運(yùn)行

鑄造起重機(jī)是一種具有特殊起重設(shè)備的橋式起重機(jī)，主要用于冶金行業(yè)，鑄造起重機(jī)應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐或電爐的生產(chǎn)技術(shù)，其作用是提升鐵水（鋼），它是冶金工業(yè)中重要的現(xiàn)代化處理設(shè)備。鑄造起重機(jī)是事故高危害的專用設(shè)備，其中吊鉤超卷是典型的高危事故，其事故常發(fā)生在冶金工業(yè)過程中。

1事故影響因素

吊鉤超卷是吊鉤運(yùn)動(dòng)超過起重機(jī)構(gòu)中的起升極限的事故，鑄造起重機(jī)正在吊起熔融金屬，它的超級(jí)繞卷事故非常危險(xiǎn)。事故可能會(huì)破壞金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)器零件，例如，冠塊或塊組件損壞，電動(dòng)機(jī)燒毀，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)損壞，大梁結(jié)構(gòu)損壞等，這是輕度事故損失。有時(shí)它可能會(huì)折斷鋼絲繩，因?yàn)樗膶?duì)象很危險(xiǎn)，會(huì)在起重機(jī)的工作區(qū)域內(nèi)造成人員傷亡和地面環(huán)境破壞，這是很高而嚴(yán)重的事故損失。彎鉤超卷事故可能是由多種原因引起的，通常，造成事故的因素有[1]：

安全制動(dòng)器的設(shè)計(jì)：鑄造起重機(jī)具有很多特點(diǎn)，例如，頻繁工作，高速滿載率，提升機(jī)工作分類高;此外，設(shè)計(jì)師具有不同的技術(shù)概念和對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)的理解，所有這些因素導(dǎo)致對(duì)舉升高度限制器的設(shè)置不同。從而，通過定量分析的方法，設(shè)計(jì)人員可以解決如何設(shè)置的問題。

生產(chǎn)：目前，舉升高度限制器有重量限制器和螺絲限制器，重量限制器是用來設(shè)置提升高度限制的頂部;螺絲限制器應(yīng)設(shè)置在提升卷盤中。它的原理是螺絲和螺母機(jī)制（螺母的行程）。它們的工作原理不同，但是他們可以在理論上實(shí)現(xiàn)極限功能。重量限制器有多個(gè)故障因素，例如接觸器粘連、鉤子松動(dòng)和傾斜等;螺絲限制器有多個(gè)故障因素，例如接觸器粘連和機(jī)械磨損等。除了提高產(chǎn)品質(zhì)量外，還解決了限制器的可靠性問題，在制造和安裝方面，冗余設(shè)計(jì)也是一種有效的方法。

2安全制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

類似于經(jīng)典的葫蘆結(jié)構(gòu)，行車制動(dòng)器位于快速運(yùn)行的電機(jī)軸的軸線上，由于當(dāng)今的電子制動(dòng)系統(tǒng)中的這種制動(dòng)器幾乎不用作制動(dòng)制動(dòng)器，因此該制動(dòng)器也可以稱為保持制動(dòng)器。在面向安全的應(yīng)用中，如果傳動(dòng)系統(tǒng)破裂，也必須懸掛負(fù)載。因此，安全制動(dòng)器位于繩索鼓的板盤上，該板盤在傳動(dòng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)部分的負(fù)載導(dǎo)向端[2]。

對(duì)于服務(wù)情況，要實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的制動(dòng)效果或分開的制動(dòng)效果，可以在快速運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)軸的軸線上安裝一個(gè)附加的制動(dòng)器。對(duì)于一般制動(dòng)或通常用于保持負(fù)載，此附加制動(dòng)不是必需的。切換后，在一定的死區(qū)時(shí)間后，所有制動(dòng)器都將起作用，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩根據(jù)指數(shù)函數(shù)增加，最終制動(dòng)扭矩取決于制動(dòng)器內(nèi)的摩擦條件。

3制動(dòng)過程

如果需要，在提升機(jī)中進(jìn)行制動(dòng)器的任務(wù)是在一定時(shí)間內(nèi)停止提升機(jī)，或者在不超過一定的進(jìn)一步提升距離或降低距離的情況下停止提升機(jī)。隨后，首先將提升機(jī)保持在到達(dá)位置。在減速期間，必須通過一個(gè)或多個(gè)制動(dòng)器傳遞制動(dòng)扭矩，通常包括三個(gè)部分[3]：

包括負(fù)載懸架裝置和負(fù)載連接裝置在內(nèi)的懸架負(fù)載的靜負(fù)載轉(zhuǎn)矩中的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩分?jǐn)?shù)。

為了使旋轉(zhuǎn)質(zhì)量減速，制動(dòng)力矩中要減去制動(dòng)力矩。

為了平移質(zhì)量的減速，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩中要減去制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

這三個(gè)部分的作用量和作用方向符合所考慮的載荷工況，這可以理解為兩種工況之間的過渡，使用狀態(tài)和它們之間的過渡可以在四象限圖中顯示。

4吊裝時(shí)剎車

檢驗(yàn)表明，緊急情況發(fā)生與提升最大負(fù)載無關(guān)，通過觀察得到，葫蘆的減速迅速發(fā)生。這主要是由于高負(fù)載制動(dòng)所致。因此，減速過程的完成速度如此之快，以至于通常不再具有或不再具有較長(zhǎng)死區(qū)時(shí)間的行車制動(dòng)器（保持制動(dòng)器）不再起作用。首先，由負(fù)載和安全制動(dòng)器提供用于制動(dòng)電動(dòng)機(jī)質(zhì)量的扭矩，并通過傳動(dòng)系將其傳遞給電動(dòng)機(jī)質(zhì)量。

假定：①安全制動(dòng)器動(dòng)作和電機(jī)同時(shí)關(guān)閉;②制動(dòng)轉(zhuǎn)矩根據(jù)跳躍功能的特性而建立;③與安全制動(dòng)器相比，起重機(jī)制動(dòng)器（保持制動(dòng)器）的延遲動(dòng)作;④無損傳動(dòng)系統(tǒng)。

齒輪負(fù)荷：通過設(shè)計(jì)，可以得出最大的內(nèi)部齒輪轉(zhuǎn)矩要比靜態(tài)方法或剛性方法高得多。特別是在齒輪傳動(dòng)中，類似赫茲接觸（齒，滾子軸承）經(jīng)過間隙后，會(huì)出現(xiàn)類似沖擊的內(nèi)部載荷，為了確保安全，必須靜態(tài)覆蓋此類最大內(nèi)部負(fù)載。為了確保耐用性，此類最大內(nèi)部負(fù)載不應(yīng)導(dǎo)致預(yù)損壞，否則會(huì)在進(jìn)一步的服務(wù)負(fù)載下導(dǎo)致疲勞。

5“智能”安全制動(dòng)

在最大程度利用強(qiáng)度的區(qū)域中，必須防止材料的預(yù)損壞。齒輪的尺寸不要太大，以限制出現(xiàn)的內(nèi)力，對(duì)于給定的升降機(jī)結(jié)構(gòu)，需要減小內(nèi)力的最大值和幅度的方法。在安全制動(dòng)過程中，傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)力較高的主要原因如下。要減少的動(dòng)能最大值集中在快速運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)軸的軸線上的質(zhì)量：電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器和制動(dòng)的質(zhì)量鼓/制動(dòng)盤。首先要在繩索鼓的板盤上并通過負(fù)載進(jìn)行制動(dòng)，因此在需求的位置不會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的很大一部分必須從感應(yīng)位置引向快速旋轉(zhuǎn)的質(zhì)量，為了防止扭矩通過傳動(dòng)裝置傳遞，必須使行車制動(dòng)器與安全制動(dòng)器同步動(dòng)作。

6結(jié)束語

安全制動(dòng)器在冶金鑄造起重機(jī)中發(fā)揮著非常重要的作用，在任何條件下安全制動(dòng)器都能做出合理的動(dòng)作，保證了施工的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙偉，權(quán)建紅.在YQD200t鑄造起重機(jī)主起升機(jī)構(gòu)安裝安全制動(dòng)器的案例[J]. 中國(guó)化工貿(mào)易，2018，10（9）：165-166.

[2] 武曉鳴.無線遙控在冶金鑄造起重機(jī)上的應(yīng)用[J]. 安徽冶金科技職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2017，27（1）：40-42.

[3] 薛志鋼，蘇文勝，孫小偉.風(fēng)載荷作用下起重機(jī)制動(dòng)的動(dòng)力學(xué)分析[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2017，514（12）：102-105.