液壓鉗盤式制動器液壓系統設計

摘 要：國內目前仍然以鼓式制動器為主，液壓鉗盤式制動器還處于前期開發推廣階段。隨著科學技術的不斷進步，用盤式制動器替換傳統的鼓式制動器就迅速發展起來。國外幾乎在所有的固定設備和輪式設備上已經淘汰了鼓式制動器應用了盤式制動器。盤式制動器不僅替換了汽車的前后制動器而且在起重機械、礦山機械、纜索裝備、港口機械上被普遍使用。其產品主要技術特點：彈簧制動、液壓釋放；具有液壓失效保護、電氣失效保護功能。

關鍵詞：盤式；制動器；液壓；失效保護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.013

1 液壓鉗盤式制動器的項目介紹

風力發電機工作時一般需要兩個制動器來保證其安全運行；一個安裝在主增速機和發電機之間的傳動軸上稱為主制動器，該制動器是在風速超過發電機的上限時或維修時使用。另一個是偏航制動器。偏航制動器安裝在風力發電機下部的轉盤上，當機頭旋轉的圈數超過電纜的允許極限時進行制動、待機回位。

2 液壓鉗盤式制動器的結構組成

本文介紹的盤式制動器是雙柱單缸制動器，設備均采用優質鋼材制造，可以廣泛的用于風力發電、起重機械，港口機械，礦山機械，纜索和皮帶運輸機的制動。

液壓鉗盤式制動器執行機構主要由機體機構、鉗體機構、油壓機構、導向機構等構成，主要完成加壓、夾緊、制動等動作，在設計中行程具備可調功能，以適應不同設備的要求。同時要求該設備具有制動間隙無級自動補償、恒定制動力矩，快速制動反應≤0.1秒，多工況的失效保護功能。根據上述要求設計出的基本結構如圖1所示。

該液壓鉗盤式制動器工作過程如下：

將液壓盤式制動器安放在需要制動的部件上，調節好摩擦片與受制動部件的間距。此時部件處于無制動工況，當調整溢流閥壓力，可以控制制動壓力，對部件執行制動動作。通過開啟電磁閥可以控制制動器的開啟、半制動工況。在控制中，通過上鉗體中的油缸控制摩擦片之間的間距，以到達控制效果。

如果更換相應的摩擦片可以對不同部件的制動，調節溢流閥可以選擇不同的部件大小，從而實現可行性。

3 液壓鉗盤式制動器的液壓系統設計

3.1 液壓缸主要參數確定

液壓鉗盤式制動器的工況：待機、半制動、制動。根據液壓系統的主要參數與性能要求計算出液壓缸的工作壓力、主要結構尺寸、速度、時間及輸出力等參數。

3.2 擬定基本回路和確定液壓系統原理圖

該系統為中壓系統，快速行程時輸出最大流量，工進時僅輸出與液壓缸需要相適應的流量，因此選用斜盤式軸向柱塞泵比較合理。根據系統的運動方式和要求，采用差動連接運動回路來實現快速運動。即快進快退時由泵供油，液壓缸實現差動連接。采用電磁閥的速度換接回路，由PLC直接控制，管路簡單，行程大小也容易調整。

根據擬定的基本回路可以確定液壓系統的原理圖2所示。

系統的油源為油泵1，其壓力由溢流閥6、壓力開關10、蓄能器12設定，單向閥2用于防止壓力油倒灌。系統的執行器由制動油缸、上鉗體等組成。

電機通電，且電磁閥7、8不工作時，制動油缸后腔進高壓油，開始制動；電磁閥7得電，制動油缸兩腔加壓，打開制動器；電磁閥7、8同時得電，制動器處于半制動狀態，制動力由溢流閥5決定；壓力開關在各種狀態中負責保持壓力在設定壓力的90%～100%間工作（啟停電機）；用人工將電磁閥7打開，搖動手泵8可以打開制動器，用于在無電狀態下維修。

4 結論

本設計使液壓鉗盤式制動器具有制動間隙無級自動補償、恒定制動力矩，快速制動反應≤0.1秒，多工況的失效保護功能，達到了預期的設計目標，與PLC控制技術相結合，可使液壓系統更加精確、靈活地完成預期的設計要求。

參考文獻：

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[2]上海煤礦機械研究所.液壓傳動設計手冊[M].上海：上海人民出版社，1976：33-56.

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作者簡介：張明磊（1988-），男，助理工程師，研究方向：為非標機械設計，主要從事機械及機電一體化產品的研發、設計、制造和推廣工作。