天车运行机构制动系统的优化

马培涛

摘 要：科技的进步，促进工程建设事业得到快速发展。在现代化工业生产中，天车是不可缺少的重要设备，它不仅能够提高工业的劳动生产率，还能够节省人力、降低成本。天车在各种生产作业中都有所应用，例如：物品的起重、装卸和运输等，这些都需要使用天车。在实际生产过程中天车工习惯性的反车制动。不符合安全规程、存在安全隐患、对机械元件存在很大的伤害，但对停车、定位确实是提高了工作效率，为此优化大车运行制动系统就显得十分必要了。本文就天车运行机构制动系统的优化展开探讨。

关键词：天车；运行机构；制动系统

天车是转炉炼钢厂的关键设备之一，它的运行品质好坏，直接影响整个转炉生产效率的发挥，而天车故障率相对较高的部位又主要体现在起升和运行机构的调速系统。目前，随着转炉厂设备管理水平的提高，设备的利用率和有效工作时间也在不断提高，对天车的可靠性要求越来越高。

1.制动器使用工作原理

制动器正常处于长闭状态，只有通电状态才打开运作。当机构通电驱动时，制动器的电磁铁也同时通过驱动并迅速产生足够的推力，迫使制动器弹簧进一步压缩，制动臂向两侧外张，使制动瓦制动覆盖面脱离制动轮，消除制动覆盖面的压力和制动器力矩，停止制动作用，当机构断电停止工作时，制动器的驱动装置—电磁铁也同时断电或延时断电，停止驱动（推力消除），这时制动器弹簧的弹簧力通过两侧制动力臂传递到制动瓦上，使制动覆盖面产生规定的压力，并建立规定的制动力矩，起到制动作用。

2.天车系统经常出现的故障

2.1天车升降传动系统机械方面的故障

在机械方面，天车升降传动系统一般会出现主梁下挠的问题，要想保证天车能够正常工作，主梁结构必须要有较强的稳定性和刚度。在设计天车主梁时，要留有合适的上拱度，这样能够降低小车在运行时受到的阻力。主梁向上拱起的程度就是上拱度，通常上拱度是跨度的0.1%。天车主梁的上拱度会随着天车的使用时长而逐渐变小，最后过渡成下挠。主梁向下的弯曲程度就叫作下挠，一般主梁出现的下挠现象大致分为两种，分别是弹性变形和永久变形。在出现弹性变形后，维修人员应及时进行修复，而发生永久变形后，除了要立刻进行修复外，还应对其加固。制动器失灵也会影响天车升降传动系统的正常运行。制动器在使用很长时间以后，它的制动瓦衬会受到严重的磨损，会使制动力矩发生变化，从而导致出现溜钩现象。制动器的制动轮和制动瓦衬之间的缝隙如果不均匀，也会使制动力矩减小，造成溜钩。制动器张不开也是机械方面的一大问题。制动推杆如果出现弯曲，就证明它和动磁铁没有接触，因此，在动磁铁闭合时，是推不开制动臂的，这就是制动器张不开的原因之一。

2.2制动器常出现的问题故障分析

（1）制动器不动作，俗称制动器打不开。即两台制动器驱动装置得电一台动作，一台不动作，或者两台都不动作，电机还出现轰轰响，制动轮不运转，整个卷扬系统不能上升或下降，这时可能是制动器电磁线圈烧损或电磁线圈线接线处接触不好，或者控制制动器的接触器等电气故障出现问题，导致电磁线圈不能产生磁力，驱动装置失效，制动器不能运作。（2）制动器行程拉杆断裂。这种故障出现较少，但最容易出安全事故，因为一旦制动器行程拉杆断裂，制动器就会丧失制动功能，这个主要为制动器使用时间过长或缺乏润滑，各铰点销轴、套及孔磨损，各机构处于非平衡状态，行程拉杆与弹簧固定座受力不平行产生夹角，长期接触磨损最终断裂。（3）制动轮温度过高、制动片冒烟烧损。导致吊车出现此类问题的原因在于制动器处理打开状态，制动片与制动轮之间没有间隙，制动轮与制动片相互摩擦运转，大量的摩擦作用力会导致制动轮的表面温度在较短的时间内迅速升高，严重时可能导致制动片部件出现冒烟烧损。

3.天车系统故障处理措施

3.1確认电机的底座和抱闸、联轴器等是否出现松动情况，再确认螺栓是否都已连接紧固

因为在发生故障时，液压的抱闸动作会变得缓慢，我们会认为振动的原因是抱闸没有打开造成的，之后，检查抱闸轮与闸皮的磨损状况，若是正常且油缸的液体位置和叶轮转动情况均良好，我们又会以为是抱闸打开后出现了滞后状况，在调整了电气控制系统后进行天车测试，故障还是会存在。其次，对电机和抱闸减速机之间的齿轮联轴器进行检查。在打开两端的联轴器之后，认真检查内外齿轮啮合的间隙是否均匀，若是齿轮状态良好，键联接也较正常，那么就稍微紧固一下各个地方，在调整装配完后进行试车，如果故障仍然存在，就可以确定故障发生的原因来自于电机自身，与天车升降传动系统部件间的机械运动没有关系。

3.2制动器故障处理措施

（一）针对制动器不动作预防处理措施。（1）定期检查制动器线圈及连接处是否存在异常，有问题进行更换恢复处理。（2）定期检查制动器电气控制系统各电器元件和线路是否有问题，特别是控制制动器动作的接触器，对接触器触头接触不好进行打磨或更换处理，对机架损坏的进行更换处理。（二）针对制动行程拉杆断裂故障预防处理措施。制动器各铰点销轴周期性润滑，对于制动器轴销部件磨损量达到1/20原轴销直径参数，且轴销部件椭圆度在1%及以上的情况下，需要采取及时更换或下线修复，始终保持制动器动作时，行程拉杆与弹簧固定基座孔之间存在间隙，不发生相互摩擦。（三）针对制动轮温度过高、制动片部件冒烟故障预防处理措施。检查制动器衔铁调节螺杆是否完好，如果出现断裂失效，进行更换，通过调整衔铁调整螺栓实现制动器动、静衔铁保证平行，且垂直于安装基座，中心能够基本重合，电磁铁得电时，动、静衔铁能够灵敏完美吸合产生足够推动力，使制动片与制动轮分离产生间隙不相互摩擦。

3.3脚踏式制动系统的应用

与传统的制动系统相比在机械方面增加的了一个常开触点的制动器，常开式制动器可以理解为工作制动器，传统系统的制动可以理解为安全制动器。工作过程中通过脚踏开关控制工作制动器，通过脚踏制动力矩来控制制动器的抱紧程度，从而保证对正过程中的有效性。脚踏开关控制系统是利用脚踏开关通过变频器（变频器功率较小）控制制动器的液压推杆，脚踏制动器设有位置开关，通过位置开关位置的改变、使得变频器输入、输出信号的改变从而改变制动力矩、从而达到控制车速的目的。由控制流程图可以看出通过变频器输入值的不同来控制大车制动器（常开式）的液体推动器，在脚踏开关上安装电位器，作为变频器的输入，脚踏开关上的电位器位置的改变，作为变频器输入的模拟值也在发生改变，从而控制变频器有不同的速度输出，驱动液压杆在各种工作状态下进行工作，已达到对制动力矩的控制。这样在工作中天车工就可以根据脚踏开关踩下的深度进行对停车、对位的把控。该制动器的制动速度、制动力矩、与脚踏开关的位移之间互锁关系。脚踏开关上的电位器位移变化越大（位置越深），制动器的液压推杆行程就越大，制动力矩也就越大，制动越快，从而快速制动。反之，脚踏开关上的电位器的电位器位移量越小（位置越浅），制动器的液压推杆也就越短，制动力矩就越短，制动越慢，该原理与汽车制动原理相似，达到对位准确，减少反车制动，有力的保护大车运行机构的各个零部件。

4.结语

天车是工业生产中的重要设备，保障天车运行机构制动系统的安全是最重要的任务。在系统发生故障时，我们要及时寻找故障原因，从内到外认真检查，采取科学、有效的故障处理方法，争取在最短的时间内解除故障，尽可能地减少工业生产中的经济损失。

参考文献：

[1]张建宝，李成群，刘宝刚.物流车升降平移装置上连杆传动机构的研究[J].机械传动，2015，（08）：163-166.

[2]宋晓建.PLC及变频器在冶金天车起升电气系统改造中的应用[J].河北企业，2015，（11）：94.