紧急制动器在铸造起重机主起升机构上的应用

纪涛 JI Tao

（保定市特种设备监督检验所，保定 071000）

（Baoding Special Equipment Supervision and Inspection Institute，Baoding 071000，China）

0 引言

我们日常所见到的起重机通常可以完成三维空间内的物体搬运，其在水平方向、纵向和垂直方向都可以进行自由的伸展和移动。起重机所搬运的物品重量越高，危险系数越大。所以，从安全性角度出发，必须尽可能的提升起重机的紧急制动功能、通常情况下，吨位越大的起重机越需要安全的紧急制动器进行保护。大吨位的铸造起重机会选择双联双卷筒形式进行主起升机的设置，原因就在于当两个卷筒处于同步工作状态时，它们的转动方向一致，如果传动链出现意外损坏，两个卷筒的速度就会出现偏差，驱动电机将失去控制，超速转动的卷筒直接作用于驱动电机使其无法继续工作，此时操作员便可根据起重机的反应按下紧急制动按钮，停止起重机的工作，防止重物掉落，对地面工作人员或者其他物质造成不必要的伤害。

1 主起升机构布置形式及安全分析

研究铸造起重机的整体机构不难发现，其主起升机构的传动布置直接影响着铸造机的整体安全性。对其结构进行对比得知，通常情况下主起升机都是由刚性连接的两套驱动机组成，但在布局上却有极大的不同。笔者主要从其传动链的传力顺序入手，将其化分为两套机构低速级相连和高速级相连。

1.1 低速级相连 这种布置形式是基于传动系统的过载能力设定的，主要是将两套独立的传统系统在输出端通过齿轮连接在一起，这样终端卷筒就能在齿轮完全咬合的前提下保证同步运转。这种设计的优点就在于即使其中一个装置发生了故障无法运行，系统仍然能够正常运转，不会出现任何安全问题。即便如此，也不能保证没有意外情况的发生，所以设计者应当只允许一套机构做工作循环，而此时紧急制动器的使用价值便不明显了。

1.2 高速级相连 对比机械造价和机构设置方面，高速级下相连占有绝对的优势，它主要由两套完全独立的驱动机组成，可以利用齿轮或者联轴器两种方式连接驱动电机，以此保证起升机的正常工作。但唯一的缺点就是，如果在没有紧急制动器保护的前提下高速运转的传动链突然发生故障就可能造成重大人身伤亡事故，后果将不堪设想。

2 紧急制动器的结构及安装

用于主起升机构上的紧急制动器必须能够提供大的制动力矩才能起到保护的作用。液压钳盘式制动器是这类紧急制动器的首选。

2.1 结构 图1为液压钳盘是制动器的结构图，其将摩擦片放在了液压缸的正前方，并且为油缸桩上了可以移动的蝶形弹簧组。在松闸的状态下，油压迫使碟簧收缩逼迫柱塞后移，城市闸门受力打开；而当碟簧因变形产生上闸力时，油缸便不受任何影响。这种工作原理是直动型制动器的优点，安装结构简单，而且后期无需过于繁琐的维护工作。

2.2 安装 在安装紧急制动器时需要注意其结构，安装过程可参考图2。

图1 紧急制动器的结构

图2 安装用紧急制动器的结构

①必须控制卷筒上钳盘制度的安装误差，保证其符合制动器正常工作的需求。摩擦片要与动盘有完全的制动接触就必须将制动头的角度设定为可调节的。其优点还有能够灵活的调节制动钳和制动盘两者之间的间隙，且能够十分容易的进行操作，对于作业环境要求较低。活塞制动的各项动作通过松闸显示开关进行检验。②必须就在卷筒下绳侧安装制动器钳盘，如此才能依靠向下的圆周力进行运转，如果安装位置发生错误，就会收到向上的圆周力，制动器的机座受力向上移动，可能会发生故障。③液压泵受到电动机的动力驱使，通过单向阀向液压缸输送压力油，之后闸门就会打开。如果电气系统在运行过程中发生故障，我们还可以通过手动泵和手动单向阀打开闸门。我们通常凭借调节安全阀和压力继电器两种设备来实现系统压力。

3 紧急制动器的控制

有效的控制制动器能够让紧急制动器丧失保护功能。当进口紧急制动器安装在国内生产的起重机上时，总会发生突然制动的现象，这种现象对于制动器的零件损害极大，同时制动器突然运转也会向外溅出部分钢水，造成极大的机器故障或者生产事故。这也为日常生产中使用制动器增加了控制难度。鉴于此，本公司在这方面投入了大量的人力、物力和精力进行专项研究，而且收获极大，研究成果不仅仅停留在理论层面，更在实际应用中取得了认可。唯有安装相匹配的检测系统，才能保证紧急制动器在起重机起升机构上安全工作。针对由紧急制动器引发的事故，检测系统能够向工作制动器和紧急制动器发送相应的信号，而且这些信号拥有一定的时间顺序，此次紧急制动器能够准确的判断是否有事故发生，根据判断结果来采取准确的措施，这样有效的防止了紧急制动器的失误操作，同时也防止了钢水外溅的几率，无形中保护了起重机起升机构的传动链。如果相连接的起重机起升机构属于高速级，那么其起升机构传动链的减速器有两种，即行星减速器和非行星减速器，这两种减速器拥有不同的优势和劣势，需要充分的考虑生产状况，然后再视情况而定。

4 结论

综上所述，如果相连接的起重机起升机构都属于高速级，而且没有安装紧急制动器，那么驱动机构中的任意一套发生故障都会损害整套起升机构，所以说，处于这种状态的起重机，我们应该将紧急制动器安装在其起升机构上。当然，也有些起重机在没有安装紧急制动器的情况虽然是高速级相连接但也不会发生故障，即传统技术设计的吨位不超过80t的起重机。同时采用低速级相连接的起重机起升机构的安全运行不受单一驱动机构的影响，因此紧急制动器对于这样的起重机来说无关紧要。

由于生产环境的不确定性和复杂性，需要紧急制动器在出现事故的情况下能够促使安全制动器及时运行制动同时又能够保障起升机构的完整和安全，而在没有事故发生的情况下能够准确判断，让安全制动器出现零失误，所以就从技术和费用两方面向我们提出了挑战。本文从安全运转方面对铸造起重机起升机构进行了详细的解析，同时通过论证给出了相应的意见，为紧急制动器的配备需求进行了指导。

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