WK－20電鏟提升盤式制動器摩擦片急劇磨損的原因

白金龍，孫曉軍，孫海軍

(內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司巴潤礦業分公司， 內蒙古包頭市 014080)

WK－20電鏟提升盤式制動器摩擦片急劇磨損的原因

白金龍，孫曉軍，孫海軍

(內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司巴潤礦業分公司， 內蒙古包頭市 014080)

WK－20電鏟采用美國伊頓Airflex公司生產的DBB(S)系列盤式制動器，該系列制動器是彈簧壓緊，氣壓釋放，在實際生產作業中時常發生盤式制動器無法釋放的故障，造成盤式制動器摩擦片急劇磨損。對制動器急劇磨損的原因進行了分析，并提出了氣控系統的改進方案，避免了類似的故障再次發生。

WK－20電鏟；空壓機；盤式制動器；改進方案

0 前 言

WK－20型礦用挖掘機是太原重工新研發的大型采裝設備，可配套載重量為154～220 t的礦用自卸卡車，同時適用于年產量1000萬t以上的大型露天礦山的采裝作業。WK－20電鏟自從2010年在巴潤礦業投入使用后，給公司創造了很大的利益。但是由于白云鄂博礦區冬季長且寒冷，造成WK－20電鏟的氣路系統時常發生故障，嚴重影響設備的正常生產。

1 氣路系統各元件的作用

(1)礦用挖掘機空壓機組為全車用氣部件提供合格的氣源。排氣量一般為2m3/min，排氣壓力為12.5 bar。采用氣調型控制方式。

(2)WK－20機型上采用兩級壓縮活塞式空壓機，配套機型為南京英格索蘭公司的3000E20/12－FF，針對本機使用地域，增加空壓機的選配件以適應使用需要。空壓機配套有低油位開關、曲軸箱自動加熱、儲氣包自動加熱及自動放水等各種功能，并且在氣路系統中增設膜式空氣干燥機、防凍器等特別配置。

(3)礦用挖掘機空氣系統使用的氣動元件主流配置為德國博世力士樂。操作電壓為AC220 V 50 Hz，主要為各執行元件的開閉動作提供控制。(4)礦用挖掘機空氣系統的管路一般采用氣動膠管，接頭形式為美制JIC37。

2 氣路系統組成及工作原理

WK－20電鏟的氣路系統是由空壓機、防凍器、干燥器、各控制閥組、管道等元件組成。分為上下兩路進行輸送，上部氣路分別輸送到潤滑室內氣動加脂(油)泵、提升和回轉制動盤、喇叭、推壓制動盤；下部氣路通過旋轉油氣接頭輸送到下部氣包，經過再次儲存保壓后送到行走制動器。

3 盤式制動器的工作原理及急劇磨損的原因

3.1 盤式制動器的工作原理

齒輪1套裝在軸上而剎車總成則與機器的法蘭或支架相聯接。當壓縮空氣通過氣缸上的口入氣缸2后，氣缸及通過螺桿3，墊片4，間隔套5相連的壓緊盤6一起向遠離機器或安裝法蘭7的方向移動，安裝法蘭與固定支架或反作用力架相聯。壓緊盤將彈簧壓在不動的簧腔8上，使得騎跨在齒輪上的動摩擦盤9上的夾緊力消除，軸可以自由轉動。見圖1。

圖1 盤式制動器的工作原理

3.2 摩擦片急劇磨損的原因

通過分析現場發生的摩擦片急劇磨損故障，總結其故障原因有如下幾方面。

(1)在安裝過程中剎車和軸的同軸度應保持在0.25mm之內，如果不正確的對中會導致摩擦片、動摩擦盤、齒輪發生嚴重偏磨。

(2)在冬季由于天氣寒冷，管路發生凍結。導致盤式制動器不能完全釋放，導致摩擦片急劇磨損故障。

(3)盤式制動器正常打開的氣壓值為4.1～8.2 bar，如果氣壓低于4.1 bar制動器不能完全打開，造成摩擦片的急劇磨損。如果氣壓高于8.2 bar會損壞盤式制動器其它元件。

(4)在電氣系統中，如果壓力繼電器發生故障，不能準確的檢測壓力信號，導致盤式制動器并未打開提升電動機就開始工作，造成摩擦片嚴重磨損。

4 改進方案

(1)在安裝盤式制動器的過程中嚴格按照安裝技術要求進行操作，保證安裝精度。

(2)在進入冬季之前，提前將氣路系統中的干燥器和防凍器等元件進行檢查，如果發現問題及時進行更換，做好入冬前的準備工作。

(3)將原有的英格索蘭公司生產的兩級潤滑活塞式空氣壓縮機改為復盛公司生產的SA15－37A型螺桿式空壓機，通過螺桿式空壓機的使用，很好的提高了壓氣系統的穩定性，有效的改善了由于風壓不穩定造成摩擦片的磨損。

(4)定期檢查氣控系統中的電磁閥、壓力繼電器等電器元件，對有隱患的元件及時進行更換。

5 復盛SA15－37A型螺桿空壓機壓縮原理及其應用

螺桿空壓機的工作可分為4個過程，分別是吸氣過程、封閉及運輸過程、壓縮及噴油過程、排氣過程。

(1)吸氣過程。當轉子轉動時，主副轉子的齒溝空間在轉至進氣端壁開口時，其空間最大，此時轉子的齒溝空間與進氣口自由空氣相通，因在排氣時齒溝空氣被全部排出，排氣完時，齒溝仍處于真空狀態，外界空氣即被吸入，沿軸向進入主副轉子的齒溝內，當空氣充滿整個齒溝時，轉子的進氣口端面轉離機殼進氣口，在齒溝間的空氣及時被封閉。

(2)封閉及運輸過程。兩個轉子在吸氣完成時，其主副轉子的齒峰會與機殼閉封，此時空氣在齒溝內閉封不外流。當兩個轉子繼續轉動，其齒峰與齒溝在吸氣端吻合，吻合面逐漸向排氣端移動。

(3)壓縮及噴油過程。在輸送過程中，嚙合面逐漸向排氣端移動，其嚙合面與排氣口間的齒溝空間漸漸減小，齒溝內氣體逐漸被壓縮，壓力升高。在壓縮的同時，潤滑油因為壓力差的作用而噴入壓縮機內與空氣混合。

(4)排氣過程。當轉子的嚙合端面轉到與機殼排氣口相通時，被壓縮氣體開始排出，此時兩轉子的嚙合面與機殼排氣口之間的齒溝空間為零，即完成排氣。

實踐證明，復盛SA15－37A型螺桿空壓機應用在WK－20電鏟中其運轉性能可靠、易損件少、噪聲低、振動小、工作效率高。由于該空壓機壓力上升快，避免由于系統壓力低造成設備零部件的損壞。有效的改善了設備的作業條件。

6 結束語

在實際生產作業中，設備運轉中會發生故障，應查找故障的主要原因，從根本上對故障進行處理。本文提升盤式制動器摩擦片急劇磨損故障進行了分析，找出了摩擦片急劇磨損的原因，同時提出了相應的改進措施，保證了設備的正常運行，提升設備的作業率。

[1]李新德.液壓與氣動技術[M].北京:中國商業出版社，2006，10.

[2]SMC(中國)有限公司.現代使用氣動技術[M].北京:機械工業出版社，2004.

2015-05-26)

白金龍(1985－)，男，內蒙古呼和浩特人，本科，技術員，主要從事礦山機械維護與管理工作，Email:52275751 ＠qq.com。