趙冬楊 孫如丹 李亮

摘? 要： 本文所提及3臺(tái)盤(pán)車機(jī)剎車延時(shí)主要由柴油機(jī)慣性力帶動(dòng)電機(jī)，因繞組殘余續(xù)流的存在并不能突降至零，剎車模塊直流輸出同理不能瞬間降至零，導(dǎo)致剎車延時(shí)，并根據(jù)柴油機(jī)不平衡慣性力的大小而造成了剎車時(shí)間的長(zhǎng)短。因剎車延時(shí)而出現(xiàn)的刺耳聲音是由于控制箱斷電瞬間柴油機(jī)慣性力使電機(jī)突然提速發(fā)出的（盤(pán)車機(jī)由出力變不出力）。剎車延時(shí)會(huì)加劇剎車片的磨損，從而導(dǎo)致盤(pán)車機(jī)剎車片抱死。可以根據(jù)優(yōu)劣對(duì)比的側(cè)重點(diǎn)，選用兩種不同型號(hào)整流模塊的其中一種。

關(guān)鍵詞：盤(pán)車機(jī)、剎車延時(shí)、剎車片抱死、整流模塊、電機(jī)繞組殘余續(xù)流

0.引言

盤(pán)車機(jī)作為車間裝機(jī)過(guò)程中重要零部件，影響到柴油機(jī)的質(zhì)量和安全，以及可能由故障等工導(dǎo)致的生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)延期。本文結(jié)合近期連續(xù)發(fā)生的3臺(tái)主機(jī)盤(pán)車機(jī)故障情況，僅通過(guò)盤(pán)車機(jī)剎車故障現(xiàn)象和解決過(guò)程進(jìn)行分析，作為后續(xù)盤(pán)車機(jī)使用和分析的參考。

故障機(jī)器及現(xiàn)象例舉

2020年初，車間連續(xù)3臺(tái)盤(pán)車機(jī)使用過(guò)程中出現(xiàn)故障，分別為X92DF某機(jī)型1、S60MEC某機(jī)型、X92DF某機(jī)型2，故障原因都與剎車有關(guān)，以下為故障機(jī)器及現(xiàn)象例舉：

X92DF某機(jī)型1（上海某盤(pán)車機(jī)廠家）

柴油機(jī)裝機(jī)，按發(fā)火順序吊裝6根連桿后出現(xiàn)盤(pán)車機(jī)剎車片抱死故障。廠家進(jìn)廠拆解剎車裝置（敲擊使粘咬的剎車片松脫）后重新安裝，盤(pán)車機(jī)可以盤(pán)車;隨后盤(pán)車短時(shí)間再次抱死，多次拆解并調(diào)整制動(dòng)盤(pán)間隙仍無(wú)法解決剎車片抱死問(wèn)題。更換剎車裝置備件，問(wèn)題未解決。更換同機(jī)型盤(pán)車機(jī)電機(jī)總成，盤(pán)車機(jī)可以盤(pán)車，繼續(xù)吊裝2根連桿（即共計(jì)吊裝8根連桿）后再次出現(xiàn)剎車片抱死;隨后更換較為光滑剎車片（抱死剎車片拆除，電機(jī)貼合面粘咬顆粒清除），抱死現(xiàn)象解決，但剎車延時(shí)現(xiàn)象仍存在（遙控手柄按鈕松脫后延時(shí)約0.5-1秒電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，并伴有“嗚…”的刺耳聲音），并在較頻繁點(diǎn)動(dòng)盤(pán)車工況下控制箱熱繼電器跳閘頻發(fā);再通過(guò)分解剎車裝置，反復(fù)調(diào)節(jié)內(nèi)部彈簧的墊片來(lái)提升彈簧松緊度，以及制動(dòng)盤(pán)的間隙調(diào)整，均未能解決剎車延時(shí)。繼續(xù)采取調(diào)整措施：將電機(jī)總成更換為另一廠家型號(hào)，仍有剎車延時(shí)，但控制箱跳閘頻發(fā)現(xiàn)象消失，廠家保駕繼續(xù)吊裝連桿，從第9根到第12根，隨著負(fù)載不平衡減小剎車延時(shí)時(shí)間逐漸減小。

廠家將電機(jī)總成換回柴油機(jī)原配電機(jī)，并更換了新剎車片，剎車延時(shí)仍存在（不平衡負(fù)載減小，延時(shí)約0.2-0.5秒）;后將剎車裝置整流模塊交流電源進(jìn)由電機(jī)繞組改至控制箱，剎車延時(shí)現(xiàn)象消失，可以實(shí)現(xiàn)遙控手柄按鈕松脫電機(jī)立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

S60MEC某機(jī)型（重慶某盤(pán)車機(jī)廠家）

柴油機(jī)裝機(jī)，按發(fā)火順序吊裝2根連桿后出現(xiàn)盤(pán)車機(jī)抱死故障，經(jīng)檢查為電機(jī)內(nèi)整流模塊（與1.1章節(jié)所述上海某盤(pán)車機(jī)廠家內(nèi)整流模塊型號(hào)不同）燒損，更換同批次倉(cāng)庫(kù)內(nèi)盤(pán)車機(jī)整流模塊，盤(pán)車機(jī)可以盤(pán)車。班組繼續(xù)吊裝連桿，短時(shí)間內(nèi)盤(pán)車機(jī)再次抱死，經(jīng)檢查新更換整流模塊再次燒損;更換為上海某盤(pán)車機(jī)廠家內(nèi)整流模塊，繼續(xù)試驗(yàn)可長(zhǎng)時(shí)間盤(pán)車，但出現(xiàn)1.1章節(jié)所述剎車延時(shí)現(xiàn)象，同1.1將整流模塊交流電源進(jìn)由電機(jī)繞組改至控制箱，剎車延時(shí)現(xiàn)象消失。

X92DF某機(jī)型2（上海某盤(pán)車機(jī)廠家）

柴油機(jī)拆機(jī)，按發(fā)火順序拆掛至剩4根連桿后出現(xiàn)盤(pán)車機(jī)抱死故障，敲擊使剎車片松脫后可繼續(xù)盤(pán)車，但出現(xiàn)1.1章節(jié)所述剎車延時(shí)現(xiàn)象，同1.1將整流模塊交流電源進(jìn)由電機(jī)繞組改至控制箱，剎車延時(shí)現(xiàn)象消失。

原因分析

盤(pán)車機(jī)剎車裝置動(dòng)作原理

如圖1，電機(jī)剎車裝置剖面圖。件號(hào)2電機(jī)后端蓋、件號(hào)7剎車裝置銜鐵板、件號(hào)5剎車片（制動(dòng)盤(pán)）、件號(hào)5通過(guò)件號(hào)1.6鍵固定在電機(jī)軸上;件號(hào)9電磁鐵，件號(hào)19制動(dòng)彈簧（兩圈共12個(gè)）;δ氣隙即剎車片制動(dòng)距離（X92DF機(jī)型廠家推薦0.65±0.05mm）。

如圖2，剎車裝置接線圖（2.5章節(jié)型號(hào)1）。整流模塊接線端子1.2交流進(jìn)，接電機(jī)繞組端子，接線端子5.6直流出供剎車裝置（圖1件號(hào)9），半橋整流，AC440V進(jìn)，DC198V出（0.45×440）。

電機(jī)起動(dòng)：起動(dòng)，控制箱送電至電機(jī)繞組，整流模塊端子1.2得電，端子5.6直流輸出至件號(hào)9電磁鐵得電，吸合件號(hào)7銜鐵板，壓縮件號(hào)19彈簧，件號(hào)5剎車片與左右件號(hào)2件號(hào)7有間隙δ氣隙，電機(jī)旋轉(zhuǎn)。

電機(jī)制動(dòng)：停止，控制箱斷電，件號(hào)9電磁鐵失電，件號(hào)19彈簧復(fù)位，推件號(hào)7銜鐵板，件號(hào)7與件號(hào)2將件號(hào)5剎車片夾牢，因件號(hào)5通過(guò)鍵與電機(jī)軸連接，電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。

剎車延時(shí)、刺耳聲音分析

剎車延時(shí)是整流模塊整流橋交流輸入接線端子1.2接在電機(jī)繞組上，在控制箱端停止信號(hào)切斷電機(jī)440V交流輸入的同時(shí)，電機(jī)繞組內(nèi)殘余的續(xù)流并不能突降至零，因柴油機(jī)慣性（尤以不平衡負(fù)荷狀況更為明顯）施加慣性力給盤(pán)車機(jī)至電機(jī)，慣性力的大小與續(xù)流消耗的時(shí)間成正比，慣性越大，續(xù)流消耗時(shí)間越長(zhǎng)，即剎車延時(shí)越長(zhǎng)。

如圖3左實(shí)際情況，t1為停止點(diǎn)，整流模塊端子5.6直流電壓輸出198V，因繞組殘余續(xù)流的存在，端子5.6直流輸出未立即降為零，在柴油機(jī)不平衡負(fù)荷大慣性力工況下，伴有“嗚…”的刺耳聲音出現(xiàn);至t2點(diǎn)直流輸出降至U2，圖1件號(hào)9電磁鐵吸合力等于件號(hào)19制動(dòng)彈簧最大彈力點(diǎn)（即彈簧復(fù)位初始點(diǎn)），至t3點(diǎn)直流輸出降至U3，件號(hào)9電磁鐵吸合力等于件號(hào)19制動(dòng)彈簧最小彈力點(diǎn)（即彈簧復(fù)位終止點(diǎn)），件號(hào)5剎車片完全夾緊并鎖死電機(jī)軸，電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，t3至t4時(shí)間段整流模塊內(nèi)部耗能電阻消耗掉殘余電流，電壓驟降至零。t1- t3即剎車延時(shí)時(shí)間，與主機(jī)不平衡負(fù)載的大小成正比（目前統(tǒng)計(jì)最大不平衡負(fù)載時(shí)0.5-1秒）;t2- t3即剎車片間隙由δ氣隙到零間隙時(shí)間，這個(gè)時(shí)間段導(dǎo)致了延時(shí)過(guò)程剎車片磨損加?。ㄉl(fā)糊味重）。

理想情況1（2.5章節(jié)型號(hào)1）如圖3中，t1為停車點(diǎn)，不受繞組殘余續(xù)流的影響，t1至t2時(shí)間段整流模塊內(nèi)部耗能電阻消耗掉殘余電流，端子5.6直流電壓輸出198V驟降至零（t1至t2時(shí)間段同樣經(jīng)歷左圖過(guò)程，但是因時(shí)間極短可忽略影響）。

理想情況2（2.5章節(jié)型號(hào)2）如圖3右，t1為停車點(diǎn)，不受繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)影響，整流模塊內(nèi)部無(wú)耗能電阻消耗殘余電流，端子5.6直流電壓輸出198V直減至零。

剎車片抱死分析

見(jiàn)2.2章節(jié)分析t2- t3時(shí)間段剎車片磨損加劇，磨損粉塵和顆粒過(guò)多粘咬在圖1件號(hào)2后端蓋法蘭面，出現(xiàn)剎車片抱死（經(jīng)觀察證實(shí)，剎車延時(shí)工況下剎車片散發(fā)的摩擦糊味要更嚴(yán)重）。

S60MEC某機(jī)型連續(xù)燒損兩個(gè)整流模塊分析

整流模塊交流進(jìn)接440V，燒損的整流模塊拆解后發(fā)現(xiàn)均為內(nèi)部繼電器線圈燒損，并發(fā)現(xiàn)繼電器型號(hào)參數(shù)標(biāo)為240VAC，懷疑為繼電器型號(hào)不對(duì)導(dǎo)致長(zhǎng)期承受440VAC而燒損線圈。

兩類不同整流模塊的優(yōu)劣對(duì)比

無(wú)耗能電阻，停止瞬間，整流橋內(nèi)部元器件受電流沖擊。即整流模塊使用壽命短

解決方式

方式一：1章節(jié)所述3臺(tái)機(jī)器均使用2.5章節(jié)型號(hào)1整流模塊，故臨時(shí)采取按圖6進(jìn)行接線更改，整流模塊交流進(jìn)從電機(jī)繞組進(jìn)（粗實(shí)線）更改為從控制箱進(jìn)（粗虛線），解決了剎車延時(shí)故障。

方式二：亦可按2.5章節(jié)描述選用型號(hào)2整流模塊，可不需要更改整流模塊交流從電機(jī)繞組進(jìn)線方式，控制信號(hào)停止時(shí)直接切斷剎車裝置的直流供給，實(shí)現(xiàn)快速剎車。

結(jié)論

按2.2章節(jié)分析，上文3臺(tái)盤(pán)車機(jī)剎車延時(shí)主要由柴油機(jī)慣性力帶動(dòng)電機(jī)，因繞組殘余續(xù)流的存在并不能突降至零，且因?yàn)槭褂玫氖?.5章節(jié)型號(hào)1整流模塊，剎車模塊直流輸出同理不能瞬間降至零，導(dǎo)致剎車延時(shí)，并根據(jù)柴油機(jī)不平衡慣性力的大小而造成了剎車時(shí)間的長(zhǎng)短。

按2.2章節(jié)分析，因剎車延時(shí)而出現(xiàn)的刺耳聲音是由于控制箱斷電瞬間柴油機(jī)慣性力使電機(jī)突然提速發(fā)出的（盤(pán)車機(jī)由出力變不出力）。

按2.3章節(jié)分析，剎車延時(shí)會(huì)加劇剎車片的磨損，從而導(dǎo)致盤(pán)車機(jī)剎車片抱死。

按2.5章節(jié)分析，可以根據(jù)優(yōu)劣對(duì)比的側(cè)重點(diǎn)，選用兩種不同型號(hào)整流模塊的其中一種。

【參考文獻(xiàn)】

[1]《工業(yè)與民用供配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》第4版，中國(guó)電力出版社，2016

[2]《鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè) 下冊(cè)》，冶金工業(yè)出版社，1996.1

作者簡(jiǎn)介：趙冬楊，男，漢族，中級(jí)工程師，研究方向：機(jī)械