淺析錐形制動器常見故障及處理措施

（南四湖水利管理局韓莊水利樞紐管理局 277600）

錐形轉子制動三相異步電動機（以下簡稱為電動機）具有停電自制動的能力，廣泛應用于電動葫蘆上作為起重和卷揚機等起重設備。在實際應用中，錐形制動器在檢修行車的功能是用來控制電動機轉動以及慣性運動。本文通過韓莊節制閘和其他工程應用實例，分析錐形制動器常見故障形成原因并提出相應的處理措施，為解決實際應用中的制動故障提供參考。

1 結構原理

電動機現用型號為YEZ。此類電動機轉子外圓和定子內圓均為圓錐形，其錐形制動環鑲于風扇制動輪（5）上；靜制動環（6）鑲在后端蓋上。小型錐形轉子三相異步電動機的結構見圖1。

定子通電前，即電動機靜止時，轉子在彈簧（1）和彈簧（2）的作用下，向軸伸方向平移，使外風扇上的動制動環和端蓋上的靜制動環相接觸，其靜摩擦力可阻止轉子的轉動（包括帶一定的轉向負載轉矩）。

定子通電后，由于電磁力的作用，轉子將向風扇端平移。從而壓縮彈簧（1）和彈簧（2）并使動制動環離開靜制動環，使轉子脫離制動狀態，開始加速運轉達到正常工作狀態。

定子斷電后，作用在轉子上的軸向力隨之消失，在彈簧（1）和彈簧（2）的作用下，動、靜制動環相控并產生制動力矩，很快停轉并處于制動狀態。

2 工程應用實例分析

2.1 案例一

2.1.1 故障現象

韓莊節制閘在施工過程中運行1#檢修行車，提升檢修閘門過程中不能及時制動，導致檢修閘門向下滑行10cm左右后才能制動停止。

2.1.2 故障診斷分析及排除

經拆解電動機檢查后，發現是制動輪表面有油污，摩擦系數減小導致制動力矩減小故剎不住車。

拆掉后端蓋，發現錐形制動器靜動兩摩擦面有油污，導致兩摩擦表面打滑。用汽油清除制動兩摩擦表面干凈后并晾干，用細紗布打磨端蓋，安裝調試并完成后，運行平穩，制動靈活，驗收合格。

由此可見，維修保養時制動摩擦面應禁止沾油污，做好防護措施。若發現制動環上有油污等，應卸下風扇制動并作清理后再復位。

2.2 案例二

2.2.1 故障現象

韓莊節制閘在汛前檢查時，其中2#檢修行車空載運行正常，荷載吊裝檢修閘門過程中停車制動時制動不及時，檢修閘門向下緩慢墜落，按下降按鈕通電后牽制檢修閘門緩慢降落，停放到門槽鎖止梁門槽孔口上。

2.2.2 故障診斷分析及排除

造成降低制動力矩剎不住車很容易造成拉傷制動摩擦輪表面，危害性較大。

拆除電動機后端蓋，發現摩擦面磨損嚴重，更換新端蓋和轉子制動環后，調整時，可通電或用力壓電動機軸伸端面進行觀察，通常軸向移動量為1.5mm左右為宜。根據經驗，先按順時針旋緊螺母到旋不動為止，再反向旋松該螺母1圈半左右，一般可達到調整要求。反復試驗調整制動間隙，實際制動間隙調整到1.7mm，運行正常。

2.3 案例三

2.3.1 故障現象

韓莊節制閘啟閉機是雙吊點兩同步運行錐形制動電動機，23#啟閉機起升閘門停車時發現不能同步停車，靠機旁操作柜側的電動機制動器發生有延遲的現象。

2.3.2 故障診斷分析及排除

拆開定子制動罩后發現固定螺母松動，原因是廠家出廠安裝時鎖母沒有鎖緊造成螺母松動，經檢查制動摩擦面磨損間隙都正常。判斷為主彈簧制動力矩過小回彈力不夠或彈簧疲勞老化造成風扇制動輪與后蓋的竄動量偏大，導致制動時間過長。

具體調整方法如下，取下尾罩，拆去螺釘，適當地旋緊至不動為止，使風扇制動輪錐面緊貼后端蓋錐面，然后將鎖母反向旋轉2/3 圈，擰上螺釘即可，基本保證電動機主軸軸向竄動量一般在1～1.5mm。經過反復調試后，試車運行正常確保兩吊點制動器制動同步。

設備出廠前均經過調試，制動器調節到最小軸向竄動，約為1～1.5mm，軸向竄動隨著制動器的磨損而增加，若其值大于3mm 或者當制動下滑距離超過V 升/100mm時，V 升為起升速度，應及時調整，否則會嚴重影響制動效果。

2.4 案例四

2.4.1 故障現象

圖1 YEZ系列錐形轉子三相異步電動機結構圖

棗莊某礦服務公司用的大型橋式起重機在一次運行吊裝設備過程中提升過程中，發現升降主電動機異響并沒有及時采取檢修等措施，起升過程中當按停止按鈕時，制動失靈吊裝設備急速下滑，司機想用電動機復電牽制設備下滑速度，緊急按上升和下降按鈕電動機無電沒有反應，無法恢復制動。吊裝的礦用設備迅速墜落并砸壞運輸車箱，導致吊裝物摔報廢，并造成一名工人受輕傷。

2.4.2 故障診斷分析及排除

廠家派技術人員現場拆解電動機發現軸向復位彈簧銹蝕并折斷卡死，彈簧出現疲勞屈服，轉子無法軸向移動并卡死。產生故障的主要原因是電動機的密封圈老化失效導致進水銹蝕，電動機平時存放在露天并沒有做好防灰塵防雨水措施。

更換制動彈簧和油封安裝調試后故障排除。需要注意的是更換制動彈簧需要用專用工具拆裝彈簧，安裝彈簧時墊圈銷必須和軸端上的花鍵槽錯開鎖止，并涂抹適量潤滑油脂，否則彈簧跟隨轉子轉動造成彈簧損壞失效。

后經礦安全部門和廠家技術人員鑒定造成事故的原因是機電技術工人對安全意識淡薄、疏忽大意，運行前發現電動機異常沒及時檢查，沒有定期對設備進行檢查、維護，造成起重設備的故障隱患，造成企業巨大的經濟損失。

3 常見故障及處理措施

3.1 常見故障一

3.1.1 故障現象

制動環磨損，致使制動輪與剎車面間隙過大。

3.1.2 處理措施

調整風扇制動輪間隙，軸向移動以1.5mm 為佳；上下啟動電機，觀察制動輪與后蓋的間隙。

3.2 常見故障二

3.2.1 故障現象

彈簧壓力過小或壓力彈簧疲勞。彈簧調整不當、張力小而導致制動力矩減小、剎不住車而產生溜車或溜鉤現象。

3.2.2 處理措施

重新調整制動器使其主彈簧張力增大。在制動彈簧與轉子鐵芯間加一個墊圈，或在支承圈與軸承間加一墊圈，目的縮短彈簧長度，使其壓力略有提高，墊圈的厚度約1～3mm；彈簧疲勞彈力減少，應更換同規格的新彈簧。

3.3 常見故障三

3.3.1 故障現象

制動環松動，受潮或有油污。

3.3.2 處理措施

緊固松動部位、用煤油或汽油清洗兩摩擦面并晾干。更換制動彈簧、制動環。

3.4 常見故障四

3.4.1 故障現象

制動環與后端蓋的錐面接觸不良，后端蓋剎車面加工粗糙，制動輪后端平面與鎖緊螺母端面未與軸線垂直，使電動機制動時受力偏移。

3.4.2 處理措施

檢查制動輪的制動環與后蓋的接觸面是否吻合，如果不吻合，應加工制動環錐面，保證風扇制動輪與后蓋吻合。

檢查制動彈簧，制動動、靜閘片，電機的軸承，電機的軸向間隙，電機線圈的直阻等。

4 外在因素引起的制動故障

制動器的判斷靠現場工作經驗來判斷，如外在故障，由于電源、電動機故障、限位、荷載傳感器等出現問題后，判斷不正確拆開制動器誤事誤工造成不必要的損失。

5 結語

水利行業應加強對技術操作和維修養護人員的技能培訓，從錐形制動系統故障診斷到維修，務必嚴格按照規范的診斷步驟認真檢查相關的工作及磨損情況，在檢修中，發現部件磨損或損壞達到更換程度的，一定要及時更換。需要特別注意的是，制動系統故障原因的正確診斷與否直接影響到維修工作效率、工作安全的可靠性■