制動器是保證起重機械安全工作的重要部件,其用途是防止懸吊的物品或吊臂下落,防止轉(zhuǎn)臺或起重機在風(fēng)力或坡道分力作用下滑動;或者使運轉(zhuǎn)中的機構(gòu)降低速度,最后停止運轉(zhuǎn);或者保證吊運的重物能隨時停在空中。因此,為了保證起重機械安全可靠的工作,就必須選用符合設(shè)計要求的制動器。
制動器的設(shè)計
2.1制動器的設(shè)計原則
起重機械上常用的機械摩擦式制動器,一般是高度通用的標準化配套產(chǎn)品,在非特殊情況下,通常采用標準制動器。
在傳動機構(gòu)當中,制動器是一種使用廣泛、高度通用的重要配套部件,因此在進行制動器的設(shè)計時,應(yīng)該遵循以下的基本原則:
(1)標準原則:起重機上使用的制動器(尤其是高速軸上使用的制動器)已經(jīng)高度通用化。在進行制動器的設(shè)計時,除特殊情況外,應(yīng)遵循相關(guān)的標準規(guī)定,尤其是連接尺寸應(yīng)盡量按相關(guān)行業(yè)標準的規(guī)定。
(2)安全原則:制動器是涉及到起重機械機構(gòu)作業(yè)性能和安全的重要配套部件,在設(shè)計時,要充分考慮構(gòu)件的材料、強度和安全裕度,尤其是像制動彈簧、制動臂、制動拉桿等重要構(gòu)件的設(shè)計壽命要不小于500萬次,或者是使用壽命超過30年。
(3)與驅(qū)動機構(gòu)匹配原則:制動器是在起重機械各個機構(gòu)中使用的制動裝置,在設(shè)計制動器時,要充分考慮其與機構(gòu)之間在安裝空間、性能參數(shù)以及機構(gòu)使用環(huán)境等之間的各種匹配關(guān)系。
2.2制動器設(shè)計輸入?yún)?shù)的確定
(1)制動輪(盤)直徑規(guī)格參數(shù)的確定
規(guī)格參數(shù)是制動器設(shè)計的主要輸入?yún)?shù),由于制動器是機構(gòu)傳動鏈當中的一種部件,所以制動輪(盤)直徑參數(shù)的確定首先要考慮與相應(yīng)機構(gòu)的驅(qū)動電動機或制動軸中心高相匹配,否則制動器安裝在機構(gòu)傳動鏈中可能會出現(xiàn)安裝困難或不匹配現(xiàn)象;此外,如果所設(shè)計的制動器用于制動發(fā)熱或累積制動發(fā)熱比較嚴重的機構(gòu)時,還應(yīng)該考慮制動構(gòu)件熱容量和散熱方面的問題。制動器在高速軸布置時,制動輪(盤)直徑的確定可參照下表進行:
機構(gòu)驅(qū)動電機機座號(mm) | 制動輪(盤)直徑D | 參考標準 | |
鼓式制動器 | 盤式制動器 | ||
132 | 160 | ≤200 | JB/T7021 JB/T6406 JB/T7685 JB/T7020 JB/T10104 JB/T10105 |
160 | 160、200 | ≤250 | |
180 | 160、200 | ||
200 | 200、250 | ≤315 | |
225 | 250、315 | ≤355 | |
250 | 250、315 | ≤450 | |
280 | 315、400 | ||
315 | 315、400 | ≤560 | |
355 | 400、500 | ≤630 | |
400 | 500、630 | ≤710 | |
450 | 630、710 | ≤800 | |
500 | 630、710、800 | ≤900 |
(2)制動力矩參數(shù)的確定
制動力矩參數(shù)是制動器的主要性能參數(shù),所以也是最主要的設(shè)計輸入?yún)?shù)。制動力矩參數(shù)是根據(jù)所配套的驅(qū)動機構(gòu)需求來確定的,在確定了制動輪(盤)規(guī)格以后,也可根據(jù)需求選擇相關(guān)標準當中的標準值。
(3)制動器功能的確定
制動器的設(shè)計輸入,除了規(guī)格參數(shù)和制動力矩外,有些機構(gòu)還可能對制動器提出一些特殊功能需求,制動器的特殊功能通常是指制動器必備的基本功能以外的功能,一般有自動補償功能、手動釋放(制動)功能、釋放狀態(tài)發(fā)訊和聯(lián)鎖功能、襯墊磨損極限發(fā)訊和聯(lián)鎖功能等。
制動器的應(yīng)用
為了正確合理的選擇起重機械的制動器,應(yīng)對起重機械各種制動工況進行必要的了解。起重機械各種機構(gòu)的制動工況一般可分為輕級工況、中級工況和重級工況三類。
3.1制動器的選擇原則
(1)標準原則:在選擇制動器時,除特殊情況外,應(yīng)選用符合我國現(xiàn)行標準的產(chǎn)品;如果國內(nèi)無標準時,應(yīng)盡可能的選擇符合國際上先進工業(yè)國家相關(guān)產(chǎn)品標準的產(chǎn)品;如果國內(nèi)外均無標準時,應(yīng)選擇定型產(chǎn)品;要確保所選產(chǎn)品具有技術(shù)先進性、質(zhì)量可靠性、使用經(jīng)濟性。
(2)與機構(gòu)匹配原則:在選擇制動器時,要充分考慮制動器規(guī)格與機構(gòu)制動軸中心高的一致或相近匹配;還要根據(jù)有關(guān)設(shè)計規(guī)范和機構(gòu)屬性選擇與機構(gòu)驅(qū)動扭矩相匹配的制動力矩參數(shù);此外,還要根據(jù)起重機控制技術(shù)先進和復(fù)雜程度考慮合理的功能匹配。
(3)安全原則:要充分考慮機構(gòu)作業(yè)的安全屬性和安全需求,在制動方式上要與機構(gòu)安全需求相匹配。
3.2制動器的選用
根據(jù)制動器驅(qū)動裝置類型可分為:電力液壓制動器、電磁制動器、液壓制動器。
電力液壓制動器是指以電力液壓推動器為驅(qū)動裝置的一大類工業(yè)制動器,通常應(yīng)用在起重機械各工作機構(gòu)的高速軸上。電力液壓制動器具有優(yōu)良的動作性能和使用、維護簡便、壽命長等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于各種起重裝卸機械和帶式輸送機當中,是目前起重機械各種機構(gòu)使用最多的主流配套制動產(chǎn)品。
電磁制動器是上世紀80年代以前起重機械上普遍采用的主要制動產(chǎn)品,由于相對于電力液壓制動器來說,具有明顯的劣勢,所以目前在起重機械上較少應(yīng)用。
液壓制動器是一種大功率或大力矩的制動裝置,是隨著起重機械大型化和機構(gòu)的大功率化發(fā)展,以及特種起重機械安全作業(yè)要求的提高而迅速發(fā)展并得到快速推廣應(yīng)用的新一類制動器。
本文詳細介紹了制動器的設(shè)計原則和選用原則,以及制動器在起重機械上的應(yīng)用特點和場合。通過實踐證明,這些原則是非常正確的。