徐 穎，張磊磊

(泰山索道運(yùn)營(yíng)中心，山東 泰安 271000)

脫掛式索道以其運(yùn)輸量大、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為發(fā)展的趨勢(shì)，由于在線(xiàn)路上掛在鋼絲繩上高速運(yùn)行，而在站內(nèi)脫索在推車(chē)裝置的推動(dòng)下低速運(yùn)行，因而車(chē)距系統(tǒng)成為其重要的一個(gè)環(huán)節(jié).車(chē)距系統(tǒng)可以保證在每天早上正式對(duì)外運(yùn)營(yíng)前將纜車(chē)車(chē)廂均勻分布在整個(gè)線(xiàn)路上，同時(shí)在正式運(yùn)營(yíng)時(shí)，可以保證車(chē)廂的間距，從而不會(huì)因意外事故發(fā)生碰撞.因而作為車(chē)距系統(tǒng)主要設(shè)備的電磁離合器，其平時(shí)的檢查維護(hù)就及其重要，下面通過(guò)對(duì)電磁離合器的原理及實(shí)際的案例分析，介紹排除故障的分析步驟和離合器日常維護(hù)保養(yǎng)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題和方法.

1 電磁離合器的原理

離合器是一種可以通過(guò)各種操縱方式，實(shí)現(xiàn)主、從動(dòng)部分在同軸線(xiàn)上傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力時(shí)具有接合或分離功能的裝置.離合器有各種不同的用途，根據(jù)原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間或機(jī)械中各部件之間的工作要求，離合器可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)起動(dòng)或停止，以及改變傳動(dòng)件的工作狀態(tài)，達(dá)到改變傳動(dòng)比，如傳動(dòng)件之間相互同步或超越運(yùn)動(dòng).此外，離合器還可以作為起動(dòng)或過(guò)載時(shí)控制傳遞轉(zhuǎn)矩大小的安全保護(hù)裝置.

2 電磁離合器的分類(lèi)

按離合器結(jié)合元件傳動(dòng)的工作原理，可分為嵌合式離合器和摩擦式離合器;按實(shí)現(xiàn)離合動(dòng)作的過(guò)程可分為操縱式和自控式;按離合器的操縱方式，則可分為機(jī)械式、氣壓式、液壓式和電磁式等.

3 電磁離合器的優(yōu)缺點(diǎn)

脫掛式索道在站內(nèi)防撞系統(tǒng)的車(chē)距控制中，較多的使用了電磁式離合器，如圖1所示，其作用是控制吊具間的距離以保證索道的運(yùn)行安全.電磁離合器是利用激磁線(xiàn)圈電流產(chǎn)生的電磁力來(lái)操縱接合元件，使離合器接合或脫開(kāi)的裝置.其特點(diǎn)包括起動(dòng)力矩大，動(dòng)作反應(yīng)快，離合迅速;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維修方便，使用壽命長(zhǎng);可實(shí)現(xiàn)集中控制和遠(yuǎn)距離操縱，控制簡(jiǎn)單，功率小等優(yōu)點(diǎn).但電磁離合器有剩磁，影響主、從動(dòng)部分分離的徹底性;而且影響相鄰有關(guān)部件，使之磁化;吸引鐵屑，影響傳動(dòng)系統(tǒng)的精度和工作壽命等缺點(diǎn).

圖1 多貝瑪亞車(chē)距調(diào)整系統(tǒng)

4 電磁離合器的檢查維護(hù)

情形一:某索道在正常運(yùn)營(yíng)時(shí)，下站彎道道岔位置一個(gè)吊廂突然不能正常移動(dòng)，觀察發(fā)現(xiàn)整個(gè)彎道傳輸輪胎停轉(zhuǎn).在檢查彎道三角帶及皮帶輪軸承裝置沒(méi)有異常的前提下，故障原因應(yīng)為車(chē)位3離合器故障卡死，造成彎道區(qū)傳輸輪胎停轉(zhuǎn).由于正處于游客高峰期，不能長(zhǎng)時(shí)間停車(chē)，立即將車(chē)位3電磁牙嵌式離合器電源接線(xiàn)解除，松開(kāi)制動(dòng)器扭矩支架螺絲，使該離合器處于自由轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，恢復(fù)索道運(yùn)轉(zhuǎn)，將線(xiàn)路上游客運(yùn)至兩站.停運(yùn)后將備用離合器以及整套輪胎鞍座對(duì)車(chē)位3離合器進(jìn)行了整體更換，經(jīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)恢復(fù)索道正常運(yùn)營(yíng).故障離合器為電磁牙嵌式離合器，其結(jié)構(gòu)如圖2，其中開(kāi)關(guān)環(huán)與轉(zhuǎn)子通過(guò)銷(xiāo)釘聯(lián)接為一體.對(duì)故障離合器進(jìn)行拆檢后查明，故障原因?yàn)殡姶啪€(xiàn)圈轉(zhuǎn)子與電磁線(xiàn)圈殼體研磨卡死.造成離合器研磨的原因可能是外部鐵屑顆粒被吸入，由于轉(zhuǎn)子外壁與線(xiàn)圈殼體內(nèi)腔的間隙較小，微小的鐵屑顆粒就會(huì)造成兩部件間的研磨，當(dāng)研磨產(chǎn)生的鐵屑聚集到一定程度時(shí)就會(huì)使轉(zhuǎn)子與線(xiàn)圈殼體內(nèi)腔卡死，離合器無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生故障.

圖2 電磁牙嵌式離合器

從上述離合器故障分析應(yīng)得出總結(jié)，在日常設(shè)備維護(hù)工作中，應(yīng)定期檢查離合器的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，定期通過(guò)氣泵清理等方式去除離合器中的塵土、鐵屑，或者定期(每季度或半年)對(duì)離合器進(jìn)行拆檢，清除吸入的鐵屑等雜物.

情形二:索道在運(yùn)行掛車(chē)時(shí)，發(fā)車(chē)位和等待1都停有車(chē)廂，當(dāng)下一個(gè)車(chē)廂到達(dá)等待2時(shí)本應(yīng)停住，但該車(chē)廂卻沒(méi)有被停住而造成與等待1處的車(chē)廂擠車(chē).這時(shí)首先檢查是否是等待2處接近開(kāi)關(guān)失效或位置需要調(diào)整，合適的接近開(kāi)關(guān)位置可以使離合器動(dòng)作時(shí)，車(chē)廂正好停在離合器所在輪胎的下方，抱索器的摩擦板與前后傳動(dòng)輪胎都不接觸.然后對(duì)制動(dòng)器的電磁線(xiàn)圈電壓等電氣回路及信號(hào)進(jìn)行檢查測(cè)量，未見(jiàn)異常，從而排除外部原因引起的故障.等待2處制動(dòng)器采用的是電磁圓盤(pán)摩擦片式離合器，其結(jié)構(gòu)如圖3所示.對(duì)制動(dòng)器的間隙進(jìn)行測(cè)量后發(fā)現(xiàn)，該間隙小于規(guī)定的0.5mm的要求.當(dāng)該間隙減小時(shí)，表明摩擦片磨損.故障的原因是摩擦片磨損造成的制動(dòng)力不足，應(yīng)對(duì)磨損的摩擦片間隙進(jìn)行調(diào)整或者更換.

圖3 電磁圓盤(pán)摩擦片離合器和制動(dòng)器

另外在高速運(yùn)行掛車(chē)時(shí)，電磁摩擦片式離合器制動(dòng)性能可能會(huì)造成影響.離合器的聯(lián)接系統(tǒng)如圖4所示，其接合過(guò)程如圖5所示，在接合前，主、從動(dòng)部分各自以角速度ω1和ω2轉(zhuǎn)動(dòng)，接合開(kāi)始后，主動(dòng)部分將動(dòng)力傳至從動(dòng)部分，使從動(dòng)部分克服阻力矩而加速轉(zhuǎn)動(dòng)，而主動(dòng)部分由于輸出動(dòng)力，轉(zhuǎn)速稍有下降.經(jīng)過(guò)時(shí)間t1后，主、從動(dòng)部分角速度趨于相等，接合過(guò)程完成.此后，整個(gè)系統(tǒng)同時(shí)加速直至恢復(fù)到主動(dòng)部分在接合前的轉(zhuǎn)速，根據(jù)運(yùn)動(dòng)關(guān)系可得:

式中Tn——原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩(N·m);

Td——離合器的動(dòng)轉(zhuǎn)矩(離合器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc)(N·m);

T——從動(dòng)機(jī)對(duì)離合器的工作轉(zhuǎn)矩(N·m);

I1、I2——主從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kg·m2);

ω1(t)、ω2(t)——與時(shí)間有關(guān)的主從動(dòng)部分的角速度(rad/s)

式中 n1、n2——離合器結(jié)合前主、從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)速(r/min).

從上式可知道接合時(shí)的轉(zhuǎn)速差對(duì)接合時(shí)間的影響較大.在高速掛車(chē)時(shí)，發(fā)車(chē)位、等待1、等待2處的電磁離合器接合動(dòng)作較為頻繁，由于轉(zhuǎn)速差大時(shí)離合器的接合時(shí)間長(zhǎng)，如果離合器的性能不穩(wěn)定或不可靠，就可能出現(xiàn)制動(dòng)離合器吸合時(shí)未能及時(shí)動(dòng)作，也可能造成故障發(fā)生.

圖4 離合器的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖

圖5 摩擦離合器的接合過(guò)程

總之，索道的維護(hù)需要技術(shù)人員具有高度的責(zé)任心，嚴(yán)格按照技術(shù)手冊(cè)的要求完成檢查維護(hù)，還要熟悉設(shè)備的原理和性能，才能更好得根據(jù)故障現(xiàn)象分析出故障的原因.

［1］成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第三卷)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

［2］李水良，杜迎慧，閆守成.基于HCS單片機(jī)PWM的電磁離合器結(jié)合強(qiáng)度控制分析［J］.重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2009，23(11):11－14.