WK－20电铲提升盘式制动器摩擦片急剧磨损的原因

白金龙，孙晓军，孙海军

(内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司， 内蒙古包头市 014080)

WK－20电铲提升盘式制动器摩擦片急剧磨损的原因

白金龙，孙晓军，孙海军

(内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司， 内蒙古包头市 014080)

WK－20电铲采用美国伊顿Airflex公司生产的DBB(S)系列盘式制动器，该系列制动器是弹簧压紧，气压释放，在实际生产作业中时常发生盘式制动器无法释放的故障，造成盘式制动器摩擦片急剧磨损。对制动器急剧磨损的原因进行了分析，并提出了气控系统的改进方案，避免了类似的故障再次发生。

WK－20电铲；空压机；盘式制动器；改进方案

0 前 言

WK－20型矿用挖掘机是太原重工新研发的大型采装设备，可配套载重量为154～220 t的矿用自卸卡车，同时适用于年产量1000万t以上的大型露天矿山的采装作业。WK－20电铲自从2010年在巴润矿业投入使用后，给公司创造了很大的利益。但是由于白云鄂博矿区冬季长且寒冷，造成WK－20电铲的气路系统时常发生故障，严重影响设备的正常生产。

1 气路系统各元件的作用

(1)矿用挖掘机空压机组为全车用气部件提供合格的气源。排气量一般为2m3/min，排气压力为12.5 bar。采用气调型控制方式。

(2)WK－20机型上采用两级压缩活塞式空压机，配套机型为南京英格索兰公司的3000E20/12－FF，针对本机使用地域，增加空压机的选配件以适应使用需要。空压机配套有低油位开关、曲轴箱自动加热、储气包自动加热及自动放水等各种功能，并且在气路系统中增设膜式空气干燥机、防冻器等特别配置。

(3)矿用挖掘机空气系统使用的气动元件主流配置为德国博世力士乐。操作电压为AC220 V 50 Hz，主要为各执行元件的开闭动作提供控制。(4)矿用挖掘机空气系统的管路一般采用气动胶管，接头形式为美制JIC37。

2 气路系统组成及工作原理

WK－20电铲的气路系统是由空压机、防冻器、干燥器、各控制阀组、管道等元件组成。分为上下两路进行输送，上部气路分别输送到润滑室内气动加脂(油)泵、提升和回转制动盘、喇叭、推压制动盘；下部气路通过旋转油气接头输送到下部气包，经过再次储存保压后送到行走制动器。

3 盘式制动器的工作原理及急剧磨损的原因

3.1 盘式制动器的工作原理

齿轮1套装在轴上而刹车总成则与机器的法兰或支架相联接。当压缩空气通过气缸上的口入气缸2后，气缸及通过螺杆3，垫片4，间隔套5相连的压紧盘6一起向远离机器或安装法兰7的方向移动，安装法兰与固定支架或反作用力架相联。压紧盘将弹簧压在不动的簧腔8上，使得骑跨在齿轮上的动摩擦盘9上的夹紧力消除，轴可以自由转动。见图1。

图1 盘式制动器的工作原理

3.2 摩擦片急剧磨损的原因

通过分析现场发生的摩擦片急剧磨损故障，总结其故障原因有如下几方面。

(1)在安装过程中刹车和轴的同轴度应保持在0.25mm之内，如果不正确的对中会导致摩擦片、动摩擦盘、齿轮发生严重偏磨。

(2)在冬季由于天气寒冷，管路发生冻结。导致盘式制动器不能完全释放，导致摩擦片急剧磨损故障。

(3)盘式制动器正常打开的气压值为4.1～8.2 bar，如果气压低于4.1 bar制动器不能完全打开，造成摩擦片的急剧磨损。如果气压高于8.2 bar会损坏盘式制动器其它元件。

(4)在电气系统中，如果压力继电器发生故障，不能准确的检测压力信号，导致盘式制动器并未打开提升电动机就开始工作，造成摩擦片严重磨损。

4 改进方案

(1)在安装盘式制动器的过程中严格按照安装技术要求进行操作，保证安装精度。

(2)在进入冬季之前，提前将气路系统中的干燥器和防冻器等元件进行检查，如果发现问题及时进行更换，做好入冬前的准备工作。

(3)将原有的英格索兰公司生产的两级润滑活塞式空气压缩机改为复盛公司生产的SA15－37A型螺杆式空压机，通过螺杆式空压机的使用，很好的提高了压气系统的稳定性，有效的改善了由于风压不稳定造成摩擦片的磨损。

(4)定期检查气控系统中的电磁阀、压力继电器等电器元件，对有隐患的元件及时进行更换。

5 复盛SA15－37A型螺杆空压机压缩原理及其应用

螺杆空压机的工作可分为4个过程，分别是吸气过程、封闭及运输过程、压缩及喷油过程、排气过程。

(1)吸气过程。当转子转动时，主副转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时，其空间最大，此时转子的齿沟空间与进气口自由空气相通，因在排气时齿沟空气被全部排出，排气完时，齿沟仍处于真空状态，外界空气即被吸入，沿轴向进入主副转子的齿沟内，当空气充满整个齿沟时，转子的进气口端面转离机壳进气口，在齿沟间的空气及时被封闭。

(2)封闭及运输过程。两个转子在吸气完成时，其主副转子的齿峰会与机壳闭封，此时空气在齿沟内闭封不外流。当两个转子继续转动，其齿峰与齿沟在吸气端吻合，吻合面逐渐向排气端移动。

(3)压缩及喷油过程。在输送过程中，啮合面逐渐向排气端移动，其啮合面与排气口间的齿沟空间渐渐减小，齿沟内气体逐渐被压缩，压力升高。在压缩的同时，润滑油因为压力差的作用而喷入压缩机内与空气混合。

(4)排气过程。当转子的啮合端面转到与机壳排气口相通时，被压缩气体开始排出，此时两转子的啮合面与机壳排气口之间的齿沟空间为零，即完成排气。

实践证明，复盛SA15－37A型螺杆空压机应用在WK－20电铲中其运转性能可靠、易损件少、噪声低、振动小、工作效率高。由于该空压机压力上升快，避免由于系统压力低造成设备零部件的损坏。有效的改善了设备的作业条件。

6 结束语

在实际生产作业中，设备运转中会发生故障，应查找故障的主要原因，从根本上对故障进行处理。本文提升盘式制动器摩擦片急剧磨损故障进行了分析，找出了摩擦片急剧磨损的原因，同时提出了相应的改进措施，保证了设备的正常运行，提升设备的作业率。

[1]李新德.液压与气动技术[M].北京:中国商业出版社，2006，10.

[2]SMC(中国)有限公司.现代使用气动技术[M].北京:机械工业出版社，2004.

2015-05-26)

白金龙(1985－)，男，内蒙古呼和浩特人，本科，技术员，主要从事矿山机械维护与管理工作，Email:52275751 ＠qq.com。