梅鋼鑄造起重機安全制動器故障分析與處理

王磊磊

（河南省礦山起重機有限公司，河南 長垣 453424）

0 引言

梅鋼鑄造起重機安裝安全制動器可以針對輸送過程中的緊急情況，避免超速等故障的發生，保證梅鋼鑄造起重機的運行得到保護，并提供可靠的制動效果，由液壓系統為安全制動器提供動力。在設備運行過程中，液壓系統會有不同程度的損傷，可能導致安全制動器失效。因此，有必要對安全制動器的失效進行分析，并有針對性地進行改造，以確保梅鋼鑄造起重機的安全運行[1]。

1 鑄造起重機安全制動器在梅鋼的應用

梅鋼鑄造起重機主要用于煉鋼廠。主要部分是主起升機構的傳動鏈，輸出軸與兩套驅動裝置剛性連接。梅鋼鑄造起重機傳動鏈較多的傳動裝置有無剛性連接和一套傳動裝置兩種形式。隨著現代工業技術的發展，梅鋼鑄造起重機的機械設計得到了優化，安全制動器的應用更加普遍，但故障問題也更加突出。蝶形彈簧可以為安全制動提供制動力矩，液壓系統設計比較簡單，導致沒有油溫測試、液位高度等，并不能起到檢測裝置的作用，控制器也不能得到液壓系統的實際運行狀態，所以監控效果差，聯鎖保護作用無法發揮。特別是當出現泄漏或壓力過低等問題時，液壓系統的連續運行會產生高溫變化。存在液壓泵損壞等隱患，液壓系統會直接影響梅鋼鑄造起重機的有效運行，使安全制動器直接停止工作。因此，必須重視對梅鋼鑄造起重機安全制動器失效的分析，及時發現問題，全力解決。

2 制動器在起重機上的作用及其構造

2.1 起重機制動器的作用

起重機制動器是起重機的重要組成部分，在起動機的工作中起著重要作用。制動器可以減慢或停止工作起重機，其主要工作原理是通過制動器產生的摩擦來降低機械動作的速度。在日常工作中，為了達到更好的制動效果，制動器通常安裝在傳動機構的高速軸上。但是，一些制動器安裝在低速軸上。這樣做的目的是確保制動器的運行更安全，并防止生產中發生安全事故。

2.2 起重機制動器的分類

起重機的種類很多，大致可分為卷筒式、制動式和盤式。按驅動方式可分為手動、自動、綜合。按動力源可分為液壓、機械、氣動、電磁、手動等。

2.3 起重機制動器的安全管理

（1）制動在調整過程中應注意以下3 個方面：①在系統檢查后，必須將制動引入試驗操作中，并確定一切正常后，必須在主機上多次啟動制動，且無負載，為了使制動盤能夠正確地打孔，然后在進行制動調整時與發動機或制動盤的固定位置緊密配合。②在調整制動力矩之前，應仔細總結調整順序是否正確調整制動間隙。③在調整制動力矩之前，還必須進行全面和多角度的檢查、調整、誤差、固定螺母水平，以驗證從動輪電纜是否正確。

（2）檢查盤式制動器時應注意以下3 個因素：①制動盤中涉及的摩擦片是容易損壞的配件。至于使用頻率，工作氣隙的檢查過程應每3 個月詳細進行1 次。如果發現磨損遠遠超過工作氣隙的最大值，則應再次調整。一般來說，最大工作氣隙為δ=1.2mm，如果摩擦片的磨損在一定程度上接近制動盤的鋁芯，則必須在第一時間更換，否則會損壞制動器的性能。②制動器在某種程度上是干摩擦的一種形式，工作條件一般應符合無油條件。在預裝配階段，應合理去除碎屑的油漬。③首次使用制動器時，應先檢查并清除工作氣隙。發現未達到相應規定的，必須再次調整。

（3）檢查制動器時應考慮以下7 個因素：①制動輪和制動器片是否緊密組裝在一起，摩擦面是否完好，是否有被盜或油膩的部件。②制動器中的螺母是否擰緊，部件的運動是否趨于正常。③如果制動器輪溫度超過200°C，則為不規則狀態。如果制動器輪上的裂紋超過0.5mm，應再次修復。④如果焦炭機有漏油現象，焦炭機在運行中能否正常運行，導線的絕緣部分是否優質。⑤焦炭機內的油品質量是否合格。⑥如果彈簧和杠桿有裂縫，應及時更新。⑦如果每個接頭零件都有磨損，如果主軸和短軸的橢圓度高于0.5mm，或者磨損高于原始直徑的0.05，則必須進行更新。

3 制動器故障的排查

3.1 制動力問題排查

在起重機的日常使用中，有時會發現制動力不足的問題。對于此類問題的檢查，制動輪最有可能緩解問題。首先，檢查制動器輪的磨損情況。如果磨損嚴重或彈簧太松，則制動力將不足。此外，如果制動輪之間有污漬或缺乏潤滑油，也可能出現制動力問題。制動器輪問題與起重機的安全生產有關，在調查中不容忽視。

3.2 制動器突然失靈

在日常操作中，制動器可能會突然失效。這種情況主要是由于制動器帶的拆卸，也可能是彈簧故障或制動器受傷造成的。在排查此類問題時，一般來說，除了更換和修理損壞的零件外，還需要調整制動器的相關值，以獲得適當的操作數據并確保將來的安全生產[2]。

3.3 制動器輪溫度過高

對齊無效。有時制動器是打開的，但有一個制動器帶不會離開制動器輪。工作時，彼此之間摩擦，使制動器盤的溫度在短時間內上升到300～400°C，制動器帶就會冒煙。此時，應及時調整制動架，使制動帶的中心與制動輪的中心重合，開啟后兩側的間隙相等，并注意制動帶應平行于制動輪的制動面。

3.4 制動臂不能打開

當起重機工作時，制動臂無法打開。造成此類問題的原因可能是鉸接點由于故障而無法移動，電路運行不當，電壓不夠，線圈或整流器組件燒壞，這將導致制動臂無法打開。除了這些問題之外，還有其他特殊原因也可能導致制動臂失效，這需要對具體問題進行具體分析。在對制動架進行日常維護時，應注意在每個鉸接點使用稀釋的機油，以減少日常工作中的磨損。

3.5 易于脫離調整位置

液壓執行器制動器由發動機帶動推桿轉動葉輪，使機油產生向上推力，抬起活塞桿打開制動器。斷電后，在主彈簧作用下，制動架，推桿返回到原來的位置。調整執行器時，應保留1～3 個打擊作為制動帶磨損后的補償性打擊。推桿的正常工作位置是垂直的，但10°～20°的斜率不影響工作性能。

4 安全條件下起重機制動器問題研究

4.1 制動器一般安全條件

使用起重機時，需要按下啟動按鈕。這使得安全制動器和起重機可以同時啟動，從而減少了生產中的問題。起重機啟動后，操作人員應將安全制動器置于初始狀態，以確保起重機的安全運行。但是，起重機施工完成后，操作人員應及時關閉制動器，并完成相關設施的檢查和維護，并且在沒有發現異常問題之前不應完成工作。如果起重機的工作出現問題，必須首先進行緊急制動，然后檢查故障。當起重機在工作中出現問題時，要及時踩下緊急制動器并切斷電源，以避免二次事故的發生，確保生產安全。起重機運行期間，如果系統斷電，應以與發生安全事故時相同的方式進行處理。操作人員應第一時間踩下緊急制動器，使起重機在第一時間停止工作，下一步是完成故障排除。此外，還有一種方法可以保證起重機施工的安全性，即確保安全制動器處于打開狀態。起重機運行期間，工作制動器主要在起作用，安全制動器作為備用保護措施和雙重保證，以防止安全事故的發生。

4.2 安全工作條件下的制動器

制動器的結構和功能不同，沒有相應的工作分類，原因如下。

（1）起重機工作時必須滿足周期性動作的要求，因此沒有相應的工作分類，制動器也不同。

（2）起重機的工作水平會根據負載的不同而變化，而制動器的唯一指標是制動扭矩，因此情況與起重機有很大不同。無論制動器處于何種工作狀態，都不需要平整，只需安裝合格的扭矩制動器。當起重機的安全性能得到改善時，制動器還可以根據制動扭矩的指示器增加相應的值，以達到所需的工作水平。也就是說，制動器不僅要滿足制動扭矩的需要，還要滿足不同起重機對制動器的工作水平、運行時間、可靠性和鎖定制動器的需求。

5 梅鋼鑄造起重機安全制動器失效分析

在安全制動時，制動力矩會逐漸減小，導致制動力矩不足。出現這種情況的主要原因是制動器片磨損嚴重，主彈簧處于松弛狀態，或者制動器架內的鉸鏈軸損壞。制動操作失效也是安全制動失效的主要原因。制動器片脫落或嚴重磨損。制動器中的鐵芯與支架直接接觸，電磁鐵、拉桿等連接板有小軸突出，導致連接板反轉與車架接觸，制動器片無法抱緊制動輪。當制動輪溫度過高時，制動器片會冒煙，這是安裝調整效果不好造成的。制動器不能有效打開，制動器片沒有和制動器輪分離。制動片和制動輪之間接觸過密，相互摩擦。短時間內制動輪的問題直接上升到400℃左右，制動器片冒煙嚴重。制動器打不開的主要原因是鉸鏈點卡住了，轉不順暢。制動輪外部的灰塵會使制動襯片粘在上面。在主彈簧恒力的作用下，液壓推桿缺油，或液壓電磁鐵缸內空氣未排盡，但在一系列操作下線圈等部件嚴重燒毀，導致線路故障，電壓下降。零件位置調整不當，出現嚴重分離。液壓推桿制動器的主要工作動力是葉輪在電機的運轉下轉動，油液產生的向上的驅動力可以抬起活塞桿，最終打開制動器。當停電時，主彈簧受力使推桿回到原來的位置。調整主彈簧的螺母時，沒有擰緊或鎖緊，會導致推桿不能回到原來的位置而脫落的問題。

6 梅鋼鑄造起重機安全制動器故障的處理

制動力矩降低時應及時進行維護。當制動器片磨損嚴重，特別是超過原厚度的一半時，需要及時更換。當銷軸磨損超過直徑的5%，橢圓度超過一半時，也需要更換。磨損的孔要用鉸刀鉸出，并配置相應的銷釘。鉸孔后也可以通過焊接修復孔。當制動器出現故障時，更換損壞的零件，根據制動架的情況調整螺母，控制拉桿的長度，也可以恢復制動器的工作性能。當制動輪溫度過高時，調整制動架，制動帶和制動輪的中心將重合，使制動帶和制動輪的制動面在間隙相等時處于平行位置。夏季氣溫較高時，制動輪的連續運轉會使溫度升高，應及時降溫。梅鋼鑄造起重機安全制動器中制動輪溫度升高時，環境溫度應控制在120℃以下，冬季應控制在50℃以下。高溫下冷卻制動輪的主要方法是在極限范圍內操作起升機構2 次，使溫度降至環境溫度的20℃左右。高溫下制動器會很緊，但冷卻后會變松，已經失去性能的零件要及時更換。通過調整制動器，避免了梅鋼鑄造起重機安全制動器的失效。制動器輪可以用煤油清洗，可以解決制動器打不開的問題。在制動器的鉸接點上倒潤滑油，可以減少摩擦，使連接轉動更加靈活。油也可以注入液壓電磁鐵。將推桿推到最低位置，慢慢注油。噴油量應控制在距油孔40mm 處。靜置后應放氣，有效排空氣體，擰緊塞子。當需要換油時，應拉動推桿，使廢油及時流出。當廢油中有雜質時，應將電磁油缸完全拆開，并用汽油清洗零件。在安裝過程中，橡膠密封圈要上油，可以避免卡澀，及時更換線圈。密封圈容易磨損泄漏，導致推桿推不動。在這種情況下，如果更換密封圈，問題仍然無法解決。在動鐵芯與密封圈的相鄰部位，應設置密封槽，系統應注意保護滑動面上的動鐵芯[3-4]。

7 結語

液壓系統為梅山鋼鐵有限公司鑄造起重機安全制動器的運行提供動力，但在投入使用過程中發生故障，嚴重影響了安全運行。因此，有必要對安全制動器的故障進行分析，根據液壓系統運行的實際情況，確定主要矛盾，并制定有針對性的措施加以充分解決，從而全面提高安全制動器的運行穩定性，使梅山鋼鐵公司鑄造起重機更加安全地工作。制動器、鋼絲繩和吊鉤并稱為起重機安全生產的三個重要組成部分。在起重機運行中，起重機制動器控制重物的上下運動和移動速度。對起重機制動器在安全條件下的設計和安裝進行了研究和探討，安全制動器液壓控制系統應實現集成開發，這將填補我國梅鋼鑄造起重機制造的空白。完善安全制動會降低設備故障的概率，也達到了設備國產化發展的目的。