制動(dòng)器是保證起重機(jī)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(tái)或起重機(jī)在風(fēng)力或坡道分力作用下滑動(dòng);或者使運(yùn)轉(zhuǎn)中的機(jī)構(gòu)降低速度,最后停止運(yùn)轉(zhuǎn);或者保證吊運(yùn)的重物能隨時(shí)停在空中。因此,為了保證起重機(jī)械安全可靠的工作,就必須選用符合設(shè)計(jì)要求的制動(dòng)器。
制動(dòng)器的設(shè)計(jì)
2.1制動(dòng)器的設(shè)計(jì)原則
起重機(jī)械上常用的機(jī)械摩擦式制動(dòng)器,一般是高度通用的標(biāo)準(zhǔn)化配套產(chǎn)品,在非特殊情況下,通常采用標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)器。
在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)當(dāng)中,制動(dòng)器是一種使用廣泛、高度通用的重要配套部件,因此在進(jìn)行制動(dòng)器的設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該遵循以下的基本原則:
(1)標(biāo)準(zhǔn)原則:起重機(jī)上使用的制動(dòng)器(尤其是高速軸上使用的制動(dòng)器)已經(jīng)高度通用化。在進(jìn)行制動(dòng)器的設(shè)計(jì)時(shí),除特殊情況外,應(yīng)遵循相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,尤其是連接尺寸應(yīng)盡量按相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
(2)安全原則:制動(dòng)器是涉及到起重機(jī)械機(jī)構(gòu)作業(yè)性能和安全的重要配套部件,在設(shè)計(jì)時(shí),要充分考慮構(gòu)件的材料、強(qiáng)度和安全裕度,尤其是像制動(dòng)彈簧、制動(dòng)臂、制動(dòng)拉桿等重要構(gòu)件的設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)構(gòu)匹配原則:制動(dòng)器是在起重機(jī)械各個(gè)機(jī)構(gòu)中使用的制動(dòng)裝置,在設(shè)計(jì)制動(dòng)器時(shí),要充分考慮其與機(jī)構(gòu)之間在安裝空間、性能參數(shù)以及機(jī)構(gòu)使用環(huán)境等之間的各種匹配關(guān)系。
2.2制動(dòng)器設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)的確定
(1)制動(dòng)輪(盤)直徑規(guī)格參數(shù)的確定
規(guī)格參數(shù)是制動(dòng)器設(shè)計(jì)的主要輸入?yún)?shù),由于制動(dòng)器是機(jī)構(gòu)傳動(dòng)鏈當(dāng)中的一種部件,所以制動(dòng)輪(盤)直徑參數(shù)的確定首先要考慮與相應(yīng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)或制動(dòng)軸中心高相匹配,否則制動(dòng)器安裝在機(jī)構(gòu)傳動(dòng)鏈中可能會(huì)出現(xiàn)安裝困難或不匹配現(xiàn)象;此外,如果所設(shè)計(jì)的制動(dòng)器用于制動(dòng)發(fā)熱或累積制動(dòng)發(fā)熱比較嚴(yán)重的機(jī)構(gòu)時(shí),還應(yīng)該考慮制動(dòng)構(gòu)件熱容量和散熱方面的問題。制動(dòng)器在高速軸布置時(shí),制動(dòng)輪(盤)直徑的確定可參照下表進(jìn)行:
機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座號(hào)(mm) | 制動(dòng)輪(盤)直徑D | 參考標(biāo)準(zhǔn) | |
鼓式制動(dòng)器 | 盤式制動(dòng)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(dòng)力矩參數(shù)的確定
制動(dòng)力矩參數(shù)是制動(dòng)器的主要性能參數(shù),所以也是最主要的設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)。制動(dòng)力矩參數(shù)是根據(jù)所配套的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)需求來確定的,在確定了制動(dòng)輪(盤)規(guī)格以后,也可根據(jù)需求選擇相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中的標(biāo)準(zhǔn)值。
(3)制動(dòng)器功能的確定
制動(dòng)器的設(shè)計(jì)輸入,除了規(guī)格參數(shù)和制動(dòng)力矩外,有些機(jī)構(gòu)還可能對(duì)制動(dòng)器提出一些特殊功能需求,制動(dòng)器的特殊功能通常是指制動(dòng)器必備的基本功能以外的功能,一般有自動(dòng)補(bǔ)償功能、手動(dòng)釋放(制動(dòng))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(dòng)器的應(yīng)用
為了正確合理的選擇起重機(jī)械的制動(dòng)器,應(yīng)對(duì)起重機(jī)械各種制動(dòng)工況進(jìn)行必要的了解。起重機(jī)械各種機(jī)構(gòu)的制動(dòng)工況一般可分為輕級(jí)工況、中級(jí)工況和重級(jí)工況三類。
3.1制動(dòng)器的選擇原則
(1)標(biāo)準(zhǔn)原則:在選擇制動(dòng)器時(shí),除特殊情況外,應(yīng)選用符合我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品;如果國(guó)內(nèi)無標(biāo)準(zhǔn)時(shí),應(yīng)盡可能的選擇符合國(guó)際上先進(jìn)工業(yè)國(guó)家相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品;如果國(guó)內(nèi)外均無標(biāo)準(zhǔn)時(shí),應(yīng)選擇定型產(chǎn)品;要確保所選產(chǎn)品具有技術(shù)先進(jìn)性、質(zhì)量可靠性、使用經(jīng)濟(jì)性。
(2)與機(jī)構(gòu)匹配原則:在選擇制動(dòng)器時(shí),要充分考慮制動(dòng)器規(guī)格與機(jī)構(gòu)制動(dòng)軸中心高的一致或相近匹配;還要根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和機(jī)構(gòu)屬性選擇與機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)扭矩相匹配的制動(dòng)力矩參數(shù);此外,還要根據(jù)起重機(jī)控制技術(shù)先進(jìn)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(jī)構(gòu)作業(yè)的安全屬性和安全需求,在制動(dòng)方式上要與機(jī)構(gòu)安全需求相匹配。
3.2制動(dòng)器的選用
根據(jù)制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)裝置類型可分為:電力液壓制動(dòng)器、電磁制動(dòng)器、液壓制動(dòng)器。
電力液壓制動(dòng)器是指以電力液壓推動(dòng)器為驅(qū)動(dòng)裝置的一大類工業(yè)制動(dòng)器,通常應(yīng)用在起重機(jī)械各工作機(jī)構(gòu)的高速軸上。電力液壓制動(dòng)器具有優(yōu)良的動(dòng)作性能和使用、維護(hù)簡(jiǎn)便、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于各種起重裝卸機(jī)械和帶式輸送機(jī)當(dāng)中,是目前起重機(jī)械各種機(jī)構(gòu)使用最多的主流配套制動(dòng)產(chǎn)品。
電磁制動(dòng)器是上世紀(jì)80年代以前起重機(jī)械上普遍采用的主要制動(dòng)產(chǎn)品,由于相對(duì)于電力液壓制動(dòng)器來說,具有明顯的劣勢(shì),所以目前在起重機(jī)械上較少應(yīng)用。
液壓制動(dòng)器是一種大功率或大力矩的制動(dòng)裝置,是隨著起重機(jī)械大型化和機(jī)構(gòu)的大功率化發(fā)展,以及特種起重機(jī)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(dòng)器。
本文詳細(xì)介紹了制動(dòng)器的設(shè)計(jì)原則和選用原則,以及制動(dòng)器在起重機(jī)械上的應(yīng)用特點(diǎn)和場(chǎng)合。通過實(shí)踐證明,這些原則是非常正確的。