起重机制动器的安全使用及研究＊

付红伟，王永峰，王小宾

（新乡市特种设备检测检验所，河南 新乡 53000）

1 制动器在起重机上的作用及其构造

1.1 制动器的作用

制动器是依靠摩擦而产生制动作用的，为了能用较小的制动器达到较好的制动效果，通常会把制动器装在传动机构的高速轴上，即设在电机或减速机的输入轴上。某些安全制动器则装在低速轴或卷筒轴上，以防止传动系统断轴使物件坠落。制动器既是工作装置，又是安全装置，其性能和可靠性对起重作业安全关系极大。起重机制动器的功能是：停止作用——使运动部分在一定时间或行程内迅速停止运动；支持作用——使吊载或起重机臂架可以静止停留在空中任意位置；落重作用——保持制动力和重力平衡，使物体匀速向下运动。

图1 块式制动器构造

1.2 制动器的构造

根据制动器的构造分为块式、带式、盘式、圆锥式。根据操作情况分为常闭式、常开式、综合式等，如图一，为块式制动器的构造。根据驱动方式分为自动式、操纵式和综合式。根据动力来源的不同分为手动式、脚动式、电磁式、液压式、电磁液压联合式等。

2 制动器的安全检查

2.1 制动器整体检查

首先检查整个制动器动作是否灵活，不得有卡塞现象。电磁铁的动、静铁芯应接触良好。检验方法：①用扳手压电磁铁铁芯（短行程），观察各部分的活动是否灵活，制动轮与两个制动瓦间隙是否相等；②用手摇晃制动臂，观察其销轴磨损情况，销轴磨损量达名义直径的3%～5%时，应更换新件或修补；③长行程制动器要特别注意检查动静铁芯之间部分，将底框架所涉及的基础水泥保护层去掉，同时采用特种水泥，对垫铁部分进行锚固，更换限位座及各拉杆、采用防松拉杆、更换新型过渡器等。

2.2 制动带的检查

正常运转的制动器，不允许铆钉露出制动带。制动轮工作表面不光滑，或者制动轮与制动带配合不良时，都会产生严重的磨损，从而使制动力矩减少，甚至使制动器失去作用。当制动带磨损达到原厚度的50% 时，应更换新制动带。

2.3 制动轮的检查

制动轮不得有缺陷和裂纹。在使用过程中，制动轮表面如果出现大于2mm的凹陷或抓痕，则应将制动轮按标准重新加工。制动轮的锥孔与轴不得有相对转动，如发现有相对转动，则应拆开检查轴键是否被挤扁或键槽是否扩大。制动轮工作表面的工作温度不应超过200℃。工作表面要经常用煤油清洗，防止由于油污使制动轮打滑造成事故。

2.4 其他部件检查

制动臂、顶杆、框形拉杆、主副弹簧等不应有裂纹和永久变形。地脚螺栓、锁紧螺母及其锁紧件都不应有损坏或脱落。

3 制动器的故障及原因

3.1 制动力不足

制动轮磨损过大导致弹簧过松，轮间有油垢，叶轮旋转不灵等，导致不能及时刹住悬挂的重物或车体的运行。

3.2 制动器突然失灵

这可能是由于制动带磨损严重或脱掉，也有弹簧失效或制动架损坏等原因，致使制动带抱不住制动轮而引起的。除要更换和修复损坏的零件外，应调整制动器使尺寸不小于相应的表列数值，即可恢复正常。

3.3 制动轮温度过高，制动带冒烟

安装调整得不好，有时候制动器虽然打开，但有一个制动带没有离开制动轮，工作时相互摩擦，使制动轮的温度短时间内升到300～400℃，制动带冒烟。应及时调整制动架使制动带的中心与制动轮的中心重合，打开后两边间隙相等，并应注意制动带需与制动轮的制动面平行。

3.4 制动臂打不开

原因可能是各铰接点卡死不能转动，主弹簧的作用力太大，液压推杆或液压电磁铁油中缺油或空气没有放尽，线圈或整流元件烧毁，线路出了故障，电压过低等。找出原因后，应及时修复。制动架的各铰接点应用稀油每星期浇注一次，使其减少磨损并能灵活转动。

3.5 易于脱开调好的位置

液压推杆制动器是靠推杆中的电动机带动叶轮旋转，使油液产生向上的推力，把活塞杆抬起来，从而打开制动器。断电后，在制动架上主弹簧的作用下，推杆退回原来位置。调整推杆时，应把其行程的1／3留作制动带磨损后的补偿行程用。推杆的正常工作位置是垂直的，但倾斜10°～20°并不影响其工作性能。

4 安全条件下起重机制动器研究

4.1 制动器一般安全条件

操作人员在启动起重机前，须按下启动按钮，以保证安全制动器与起重机同时启动。起重机启动后，安全制动器处于常开状态，同时工作制动器开启负责起重机升降的制动工作。起重工作完成后，及时关闭工作制动器，相关操作人员检查各事项，无异常情况则断开起重机电源，离开操作平台，安全制动器同时被锁定，整个起重工作结束。若起重机工作过程中发生故障，操作人员必须马上按下应急制动按钮，此时，工作制动器及安全制动器会相继合闸制动，安全制动器延迟约2～5秒，防止安全事故发生。起重机工作过程中发生事故时，操作人员须立刻按下紧急制动按钮，此时起重机控制电源立刻断开，工作制动器及安全制动器会马上合闸制动，防止事故严重程度的进一步扩大。在系统失电等特殊情况下，需同安全事故发生时进行同样处理，即按下紧急制动按钮，保证工作制动器及安全制动器的同时瞬间合闸制动。另一种保证起重机制动器安全性能的方法是将安全制动器设置为常开状态，起重机实施作业过程中主要是工作制动器在发挥作用，安全制动器作为备用保护措施，双重保证下防止安全事故的发生。另外，在起重机实施作业过程中发生故障或事故时，工作制动器需要检修时，高速挡与低速挡进行切换时，工作制动器合闸制动，停止工作，安全制动器才会进入工作状态。

4.2 安全工作条件设计制动器

制动器跟起重机不同，没有相应的工作分级，其主要原因有两种：（1）起重机为了满足间歇动作的特点，将机构工作级别划分为不同等级，而制动器无须这一概念，不同工作级别的起重机只需使用相应制动器即可满足要求。（2）起重机对应不同荷载其工作级别会发生相应变化，而制动器的唯一指标是制动力矩，因为具有一定的制动力矩，所以无论何种工作级别的结构，都无须分级，使用相应力矩的制动器就可以。为了满足不断提高的起重机安全性能要求，制动器也必须由原来的制动力矩单一指标所控制的标准件转化为由工作级别等一系列复合指标所确定的标准件，即制动器除了满足制动力矩需求外还要满足不同起重机对制动器的工作级别、动作时间、可靠性及连锁控制功能等方面的需求。

4.3 紧急制动器安装

紧急制动器的安装必须满足以下相关要求：①在卷筒上的钳盘制动面，其安装位置的误差必须控制在有效范围内，其制动头不被方向调节的作用，必须保证摩擦片能完全解除制动盘，而钳与盘之间的空隙可按相关标准进行单独调整。在起重机的松闸显示开关上，能直观地显示出活塞的相关动作；②制动器钳盘位置必须合理，具体应为卷筒下绳侧，因为制动盘在卷筒下绳侧时，所受的力为下向圆周力，能有效制动，若产生向上的圆周力，这样对上拨制动器机座的操作形成阻碍；③利用电动机来进行液压泵的驱动，压力通过安全阀门同时到达两个液压缸，使得闸为松开状态。在紧急制动器中，设置手动泵以及手动阀等相关操作件，一旦电气出现故障时，可实现手动松闸。

［1］万力.起重机械安装使用维修检验手册［M］.北京：冶金工业出版社，2000.

［2］马兵.PLC在双钩桥式起重机安全制动器上的应用［J］.机械管理开发，2006，（4）：102-105.

［3］杨鹤清.起重机制动器的特点及应用［J］.江西冶金，2004，（6）：120-122.

［4］GB／T3811-2008，起重机械设计规范［S］.

［5］GB／T6067-2010，起重机安全规范［S］.