楊書超

（河南省礦山起重機(jī)有限公司，河南 長(zhǎng)垣 453424）

0 引言

起重機(jī)的操作方式間歇性地重復(fù)。它是一種機(jī)械裝置，使用吊鉤，抓斗或電磁鐵等起重裝置水平提升或垂直提升材料以水平移動(dòng)材料。起重機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、自動(dòng)化等不可或缺的工具，大大提高了工作效率，降低了工作強(qiáng)度，降低了事故發(fā)生率。起重機(jī)的工作環(huán)境復(fù)雜，工作空間大，起重負(fù)荷形狀不同。危險(xiǎn)因素很多，事故可能會(huì)以一點(diǎn)疏忽而發(fā)生。為了保證起重機(jī)的安全運(yùn)行，起重機(jī)必須有剎車。制動(dòng)裝置旨在防止物體或手臂意外跌落，防止起重機(jī)在風(fēng)和傾斜力等外力的影響下滑動(dòng)，導(dǎo)致起重機(jī)意外滑動(dòng)或降低工作機(jī)構(gòu)的速度，最后停止載荷或確保高重量能夠停止因此，為了保證起重機(jī)安全可靠的運(yùn)行，必須選擇符合設(shè)計(jì)要求的制動(dòng)器。

1 起重機(jī)制動(dòng)器概述

1.1 起重機(jī)制動(dòng)器類型

根據(jù)安裝的不同，提升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器可分為以下幾種類型：集成式，通常打開式和封閉式。安裝在起重機(jī)上的大多數(shù)制動(dòng)器通常是封閉的。通常，當(dāng)封閉的提升機(jī)構(gòu)不起作用時(shí)，它會(huì)關(guān)閉。當(dāng)機(jī)構(gòu)處于工作狀態(tài)時(shí)，需要松開制動(dòng)器并分離提升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置的摩擦力。起重機(jī)可分為塊制動(dòng)器、錐形制動(dòng)器、盤式制動(dòng)器、帶式制動(dòng)器等。根據(jù)它們的類型，它們的作用是使起重機(jī)正常、安全地工作。在起重作業(yè)中，制動(dòng)裝置主要用于防止吊臂和物體墜落，防止起重機(jī)和轉(zhuǎn)臺(tái)因坡道的分力和風(fēng)力而滑動(dòng)，防止作業(yè)中的機(jī)構(gòu)減速并最終停止移動(dòng)。在特殊情況下，可以通過(guò)控制力量和重力的平衡來(lái)調(diào)整移動(dòng)速度。制動(dòng)器有兩種，分別是止動(dòng)器和制動(dòng)器。止動(dòng)器只能在一個(gè)軸向上自由轉(zhuǎn)動(dòng)，不能吸收動(dòng)能。它只能使對(duì)象保持靜態(tài)。一般來(lái)說(shuō)，起重機(jī)的操作機(jī)構(gòu)需要安裝一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置的起重機(jī)構(gòu)。主要有兩種情況不需要安裝升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)：一種是機(jī)構(gòu)由氣缸控制，線性運(yùn)動(dòng)可以鎖定油鏈，并且可以進(jìn)行可靠的地面鞣制；其次，橋式起重機(jī)屬于人工操作的機(jī)構(gòu)，不受坡度分量和風(fēng)力的影響。

1.2 起重機(jī)制動(dòng)功能

首先是停止工作。消耗了一部分運(yùn)行動(dòng)能。通過(guò)將摩擦副轉(zhuǎn)化為摩擦熱能，使機(jī)構(gòu)在一定行程或時(shí)間內(nèi)停止運(yùn)動(dòng)。例如，每個(gè)機(jī)構(gòu)在運(yùn)行狀態(tài)下被制動(dòng)。其次是減肥的影響。重力和制動(dòng)力的平衡可以使運(yùn)動(dòng)的物體勻速下落。比如公交車的下坡速度。最后是配角。讓一個(gè)物體靜止不動(dòng)。比如在起升機(jī)構(gòu)中，保證起重機(jī)在空中處于靜止?fàn)顟B(tài)；臂架起重機(jī)變幅時(shí)，控制臂不動(dòng)；在戶外起動(dòng)機(jī)中可以起到防滑的作用。

2 定義起重機(jī)制動(dòng)參數(shù)

起重機(jī)制動(dòng)器的參數(shù)與制動(dòng)器的設(shè)計(jì)和選擇密切相關(guān)。為了充分發(fā)揮起重機(jī)制動(dòng)的有效性，確保起重機(jī)平穩(wěn)安全運(yùn)行，需要確定起重機(jī)的制動(dòng)參數(shù)。具體做法如下。

2.1 清理制動(dòng)輪直徑

一般情況下，起重機(jī)的制動(dòng)器作用在旋轉(zhuǎn)的鏈條上，所以需要確定制動(dòng)輪的直徑，并分析其是否與電機(jī)的中心相匹配，否則在實(shí)際的旋轉(zhuǎn)和安裝中，將無(wú)法安裝。另外，對(duì)于累積轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)熱和制動(dòng)發(fā)熱嚴(yán)重的制動(dòng)機(jī)構(gòu)，如果使用起重機(jī)進(jìn)行制動(dòng)，需要綜合分析制動(dòng)部件的能力和冷卻情況。

2.2 確定制動(dòng)力矩

對(duì)于起重機(jī)制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，制動(dòng)力矩非常重要，它是起重機(jī)的主要性能參數(shù)。根據(jù)配套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求。定義制動(dòng)直徑后，需要結(jié)合相關(guān)要求定義相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)準(zhǔn)值。

2.3 定義起重機(jī)的制動(dòng)功能

一般來(lái)說(shuō)，有些起重機(jī)制動(dòng)器除了制動(dòng)力矩的主要參數(shù)外，還提出了一些非常特殊的功能要求。如互鎖鎖定功能、主動(dòng)補(bǔ)償功能和手動(dòng)釋放功能。

3 起重機(jī)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)原則

起重機(jī)制動(dòng)裝置是制動(dòng)的通用名稱和相應(yīng)的電傳動(dòng)組合。剎車通常分為兩種：剎車和剎車。制動(dòng)器只能沿一個(gè)方向自由旋轉(zhuǎn)軸，不能吸收動(dòng)能。他們只能把貨物留在原地。起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)應(yīng)配備制動(dòng)器，這些制動(dòng)器通常是根據(jù)不同的運(yùn)行條件打開和集成的。一般來(lái)說(shuō)，剎車是很常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)裝置。在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，制動(dòng)器是重要的配件，應(yīng)用廣泛。因此，設(shè)計(jì)制動(dòng)器時(shí)應(yīng)遵循以下基本原則。

（1）標(biāo)準(zhǔn)化原則：起重機(jī)上使用的制動(dòng)器通常安裝在高速軸上，這在速度控制軸上相當(dāng)常見(jiàn)。制動(dòng)應(yīng)按照適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，除非在某些情況下，如有可能，特別是社區(qū)規(guī)模，以符合相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）安全原則：剎車是保障起重機(jī)行駛特性和安全的支撐的重要組成部分。必須考慮零件的材料、強(qiáng)度和安全性，尤其是制動(dòng)彈簧、制動(dòng)裝置和制動(dòng)裝置等基本零件，其使用壽命不少于500 萬(wàn)倍或30 年以上。

（3）匹配原則：匹配原則是指制動(dòng)與驅(qū)動(dòng)程序的兼容性。制動(dòng)器是各種升降裝置機(jī)構(gòu)的制動(dòng)裝置。設(shè)計(jì)制動(dòng)時(shí)，應(yīng)考慮制動(dòng)與機(jī)構(gòu)裝配空間、性能參數(shù)和機(jī)構(gòu)使用環(huán)境之間的不同適當(dāng)關(guān)系。

4 制動(dòng)器的選用準(zhǔn)則和考慮的要素

單一機(jī)械制動(dòng)器或電動(dòng)制動(dòng)器存在問(wèn)題。機(jī)械制動(dòng)和電動(dòng)制動(dòng)的結(jié)合是制動(dòng)的好方法。通過(guò)電動(dòng)制動(dòng)可以減慢工作速度，然后通過(guò)機(jī)械制動(dòng)停止工作，這可以顯著避免對(duì)制動(dòng)器的影響。

制動(dòng)時(shí)間和制動(dòng)間隔應(yīng)表明升降機(jī)構(gòu)的慣性特性。慣性較小的機(jī)構(gòu)可以選擇較短的制動(dòng)時(shí)間和較少的間距。慣性較大的機(jī)構(gòu)應(yīng)選擇制動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)、制動(dòng)間隔有保證的制動(dòng)。

制動(dòng)轉(zhuǎn)矩除滿足起重機(jī)的規(guī)劃規(guī)范外，還應(yīng)作為起重機(jī)承載能力和工作環(huán)境的參考，以確保作業(yè)條件下的總負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)。

5 負(fù)載條件因素對(duì)制動(dòng)器的影響

制動(dòng)器采用沖突原理完成制動(dòng)功能，其加載條件和環(huán)境影響對(duì)起重機(jī)的制動(dòng)功能有很大影響。根據(jù)起重機(jī)的壽命，A1—8 是起重機(jī)的運(yùn)行水平，M1—M8 是起重機(jī)的運(yùn)行水平。但沒(méi)有相應(yīng)的制動(dòng)器分類。因此，在選擇起重機(jī)制動(dòng)器時(shí)，應(yīng)根據(jù)起重機(jī)的操作水平進(jìn)行確認(rèn)。為實(shí)現(xiàn)制動(dòng)狀態(tài)下的戰(zhàn)略功能，應(yīng)考慮起重機(jī)的提升能力，確保其能適應(yīng)起重機(jī)負(fù)荷的變化。但是，制動(dòng)選擇過(guò)程中有一些固定因素。無(wú)論工作機(jī)構(gòu)如何，都可以使用符合相應(yīng)轉(zhuǎn)矩或單個(gè)目標(biāo)（制動(dòng)轉(zhuǎn)矩）的制動(dòng)器來(lái)選擇制動(dòng)器。

6 起重機(jī)制動(dòng)器的安全選用

6.1 合理調(diào)整制動(dòng)力矩

為了提高起重機(jī)制動(dòng)器選型的安全性，相關(guān)人員需要加強(qiáng)對(duì)制動(dòng)力矩的分析，從而有效地結(jié)合起重機(jī)制動(dòng)器的規(guī)格和選型要求，使制動(dòng)力矩具有明顯的大小，并將測(cè)量的大小作為重要依據(jù)，通過(guò)劃線調(diào)整力矩值的管道。

6.2 傳動(dòng)設(shè)備的合理調(diào)整

注意對(duì)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的分析，調(diào)整驅(qū)動(dòng)設(shè)備的參數(shù)，使其處于合理的狀態(tài)。結(jié)合實(shí)際工程環(huán)境，構(gòu)建作業(yè)流程，在驅(qū)動(dòng)設(shè)備中標(biāo)注需求和數(shù)據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用中，需要結(jié)合驅(qū)動(dòng)設(shè)備的應(yīng)用頻率，綜合考察起重機(jī)的工程過(guò)程和變化過(guò)程。特別是在需要注意的主階段，在沒(méi)有磨損的情況下，要完成主動(dòng)補(bǔ)償制動(dòng)，避免驅(qū)動(dòng)設(shè)備物品超過(guò)最大行程，否則制動(dòng)力會(huì)有所欠缺。調(diào)整驅(qū)動(dòng)設(shè)備時(shí)，必須停車，以便有效地檢測(cè)制動(dòng)設(shè)備的補(bǔ)償情況。如果補(bǔ)償不足，就需要調(diào)整參數(shù)，以避免在應(yīng)用中出現(xiàn)一系列問(wèn)題。此時(shí)剎車片會(huì)冷卻變形，從而減少補(bǔ)償?shù)男纬桑怪苿?dòng)力消失。

6.3 合理調(diào)整補(bǔ)償機(jī)制

應(yīng)在起重機(jī)制動(dòng)器上安裝剎車片。在使用起重機(jī)制動(dòng)器時(shí)，要依次調(diào)整和更換制動(dòng)襯塊。分析補(bǔ)償機(jī)制后，相應(yīng)調(diào)整補(bǔ)償機(jī)制，改進(jìn)固定策略，避免剎車片損壞，制動(dòng)力降低，帶來(lái)更大的安全風(fēng)險(xiǎn)。在調(diào)整補(bǔ)償設(shè)備的過(guò)程中，你要按照補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的調(diào)整要求進(jìn)行工作，然后對(duì)補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行全面檢查。如果沒(méi)有問(wèn)題，就可以投入使用了。此外，還需要定期對(duì)補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行調(diào)查和測(cè)試，以使其充分發(fā)揮作用和價(jià)值[1]。

6.4 合理調(diào)整退距

在調(diào)整驅(qū)動(dòng)設(shè)備后，需要確認(rèn)剎車片的問(wèn)題，如游隙，以確保剎車片的橫向角度間隔相同，避免因游隙導(dǎo)致一側(cè)游隙過(guò)大或過(guò)小。實(shí)際上，后距直接影響剎車片的磨損。因此，在調(diào)整立箱時(shí)，需要根據(jù)相應(yīng)的規(guī)范和說(shuō)明來(lái)調(diào)整立箱，以確保墊片處于中心位置。

6.5 起重機(jī)制動(dòng)器的合理選擇

目前廣泛應(yīng)用的起重機(jī)制動(dòng)器是電液制動(dòng)器，主要由電液壓力驅(qū)動(dòng)。這臺(tái)起重機(jī)制動(dòng)器通常用于大型起重機(jī)。這種起重機(jī)制動(dòng)器具有較強(qiáng)的制動(dòng)性能，是最常用的起重機(jī)制動(dòng)器。1980 年，電磁式起重機(jī)得到廣泛應(yīng)用。但它有很強(qiáng)的缺點(diǎn)，不能滿足起重機(jī)的實(shí)際施工需要。因此，相關(guān)人員可以使用液壓起重機(jī)制動(dòng)器，其扭矩和功率更大，更適合大型起重機(jī)。

7 制動(dòng)器的選型

制動(dòng)器的選型一般包括三個(gè)方面，分別是型號(hào)選擇、功能選擇和規(guī)格選擇。

7.1 制動(dòng)器類型的選擇

制動(dòng)器有幾種類型的，但是如果您了解相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)支撐裝置的相關(guān)要求，以及制動(dòng)器的功能和性能特征，那么選擇制動(dòng)器的類型就不難了。如前所述，電液制動(dòng)是目前最重要的制動(dòng)類型，被世界上各種重型機(jī)械普遍采用，因此電液制動(dòng)一般被選擇。對(duì)于起重、裝卸設(shè)備以及中、大功率連續(xù)牽引裝置，其他類型的制動(dòng)器只需要以下裝置或機(jī)構(gòu)。

（1）DC 驅(qū)動(dòng)和DC 控制的裝置或機(jī)制，如鑄造起重機(jī)（80 年代以前，大部分鑄造起重機(jī)和日歷裝置均由DC 驅(qū)動(dòng)和DC 控制）。一般來(lái)說(shuō)，這種設(shè)備只能使用直流電磁制動(dòng)。直流電機(jī)有串行和并行兩種，因此直流電磁制動(dòng)有串行和并行兩種。

（2）必須保持磁性的電磁起重機(jī)或類似裝置，例如不同的電磁起重機(jī)。該起重機(jī)通過(guò)電磁筒提升物體。為了防止因停電事故而導(dǎo)致停止的物體掉落，通常有必要保留電源（電池）。由于備用電源通常是直流電，因此需要用于直流電的電磁制動(dòng)器。

7.2 制動(dòng)功能的選擇

制動(dòng)的主要功能有：減速、制動(dòng)、涂料粘接、功率和轉(zhuǎn)矩恢復(fù)、回彈距離。主要功能必須在每個(gè)制動(dòng)器上。但是，隨著主機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)其他輔助制動(dòng)功能的需求日益增加。制動(dòng)功能的選擇主要是指某些輔助功能的選擇。輔助功能的選擇應(yīng)根據(jù)主人的管理模式和自動(dòng)化程度合理選擇。一般來(lái)說(shuō)，由于其工藝簡(jiǎn)單，操作水平低，一般或輔助設(shè)備不需要自動(dòng)工作，并且通常不需要輔助功能。對(duì)于專用、高效、高性能、先進(jìn)的PLC 控制和高自動(dòng)化的基本設(shè)備，通常需要一個(gè)或多個(gè)輔助功能[2]。

7.3 制動(dòng)器規(guī)格的選擇

制動(dòng)器規(guī)格的選擇基于機(jī)構(gòu)所需的制動(dòng)安全系數(shù)（制動(dòng)力矩值）和制動(dòng)盤（車輪）的直徑。

7.3.1 機(jī)構(gòu)所需制動(dòng)安全系數(shù)（制動(dòng)力矩）的選擇

制動(dòng)安全系數(shù)與機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器的發(fā)動(dòng)機(jī)功率（牽引負(fù)載）、機(jī)構(gòu)特性和必要的制動(dòng)距離有關(guān)。下面介紹為一些常見(jiàn)機(jī)構(gòu)選擇制動(dòng)安全系數(shù)的方法。制動(dòng)規(guī)格計(jì)算：安全系數(shù)k=制動(dòng)扭矩M/所需制動(dòng)扭矩M1。

7.3.2 制動(dòng)盤（車輪）直徑的選擇

制動(dòng)盤（輪）直徑規(guī)格是制動(dòng)器的主要規(guī)格參數(shù)。選擇盤（輪）直徑規(guī)格時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：①應(yīng)與電機(jī)的中心高度相匹配，也就是說(shuō)，在選擇制動(dòng)盤（車輪）直徑時(shí)，制動(dòng)器的中心高度應(yīng)等于或接近電機(jī)的中心高度（盤式制動(dòng)器除外）；選擇制動(dòng)器的中心高度就是選擇制動(dòng)器的輪徑規(guī)格（相對(duì)于鼓式制動(dòng)器）。②考慮制動(dòng)工況下的發(fā)熱情況，如果制動(dòng)發(fā)熱在電機(jī)（如M5 以下的電動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)、輕載機(jī)構(gòu)）中心高度限定的范圍內(nèi)較小，可以選擇較小的制動(dòng)盤（輪）直徑，有利于降低傳動(dòng)鏈的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，降低傳動(dòng)鏈的成本；否則，可以選擇更大的制動(dòng)盤（車輪）直徑[3]。

8 制動(dòng)器檢查內(nèi)容和要求

為了保證起重機(jī)的正常使用，首先必須保證其制動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。另外，要注意驅(qū)動(dòng)裝置的適當(dāng)調(diào)整。眾所周知，傳動(dòng)裝置主要負(fù)責(zé)起重機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的起重機(jī)負(fù)荷。通過(guò)裝置分析，合理調(diào)整驅(qū)動(dòng)裝置參數(shù)，使制動(dòng)正常工作，保證起重機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中的安全。

（1）起重機(jī)制動(dòng)器應(yīng)靈活可靠，調(diào)整應(yīng)松緊適度；剎車動(dòng)作時(shí)沒(méi)有明顯的噪聲和污染。

（2）對(duì)于起吊熱的、熔化的金屬或可能造成重大危險(xiǎn)的起重機(jī)（如冶金起重機(jī)），應(yīng)在起升機(jī)構(gòu)上設(shè)置兩套制動(dòng)器。

（3）制動(dòng)推桿不應(yīng)有漏油現(xiàn)象，制動(dòng)時(shí)制動(dòng)輪與摩擦片間不應(yīng)有摩擦，制動(dòng)閉合時(shí)不應(yīng)有影響制動(dòng)性能的缺陷和油漬。

（4）制動(dòng)輪應(yīng)無(wú)裂紋（不包括制動(dòng)輪表面硬化層中的微裂紋），摩擦板上固定鉚釘造成的劃痕，不平度不大于1.5mm。

9 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，起重機(jī)制動(dòng)與起重機(jī)的安全運(yùn)行有很大的關(guān)系。因此，必須做好起重機(jī)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)和選擇。在實(shí)際選用起重機(jī)制動(dòng)器時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵循象征性原則、安全性原則、適應(yīng)性原則等基本原則，有效調(diào)整起重機(jī)制動(dòng)器的各種機(jī)構(gòu)，以保證起重機(jī)的起重性能和使用壽命，有效降低起重機(jī)的操作風(fēng)險(xiǎn)。