盘式制动器在露天挖掘设备上的应用.pdf

·煤炭生产与管理·收稿日期：2012-06-28作者简介：田永法（1973-），平朔露天设备维修中心副总工程师。盘式制动器在露天挖掘设备上的应用田永法（平朔露天设备维修中心，山西朔州036006）摘要：介绍盘式制动器在露天矿挖掘设备上的应用，分析了电铲上盘式制动器的结构、作用、工作原理及日常维护、保养、注意事项。关键词：电铲；制动器；盘式中图分类号：TD422.21文献标识码：A文章编号：1008-8881（2012）03-0032-031引言平朔露天矿区现有的大型采矿设备中大量使用干式盘式制动器，应用范围特别广泛，目前，所有的电铲、卡车都使用这一制动器，在电铲上俗称“抱闸”，在重型卡车上俗称“停车制动”或“驻车制动”，虽然型号不同，但其制动器的类型均为干式盘式制动器，由于其使用于重型设备上因此其安全性能不容忽视。从建矿至今，已经发生过多起卡车溜车、电铲掉铲斗以及溜铲事故，归纳起来主要是操作人员操作不当或维修人员检查不及时，给安全生产带来严重挑战。为防止此类事故的发生，需要对干式盘式制动器的结构、工作原理、使用条件以及日常维护和检查进行深入分析。以电铲为例，平朔露天矿区各种型号电铲共计37台，盘式制动器被应用于电铲的提升、回转、推压、行走四大制动系统中，在电铲的日常工作中起到了至关重要的作用。2盘式制动器的作用盘式制动器在电铲上被用作提升、回转、推压以及行走运动机构的保持器。盘式制动器由弹簧制动，由压缩空气释放。它们仅设计用来做为停车运动的制动器，被视为“静态”制动器。电铲的所有动作都要由电气控制，然后一经停止，再由盘式制动器把持。盘式制动器能够将运动状态下的机构停住并把持住，但在这种方式下重复使用将导致盘式制动器部件的提前损坏。通常情况下，重型卡车在车速低于0.3英里/小时的情况下允许投入盘式制动器，电铲在相应系统经过2秒电气制动后方可使用盘式制动器，切记在高速运转下投入盘式制动器。正确的操作是：首先停止电机转动，然后，当所有运动停止后，再使用制动器。3盘式制动器的工作原理3.1盘式制动器的结构及特点3.1.1盘式制动器的结构盘式制动器是由壳体、摩擦盘、摩擦片、压盘、气缸、活塞、释放弹簧、压缩弹簧、密封及连接螺栓等组成。分为单摩擦盘制动器（用于制动力矩较小的，如回转抱闸），双摩擦盘制动器（用于制动力矩适中的如行走、推压抱闸），三摩擦盘制动器（用于制动力矩更大的如提升抱闸）三种类型。01驱动盘02内部转子03中间盘定位弹簧04外部转子05压力盘06气缸07外部O型密封圈08毛毡防尘密封圈09活塞10内部O型密封圈11活塞螺钉12盖盘图1盘式制动器的结构山西煤炭管理干部学院学报JournalofShanxiCoal-MiningAdministratorsCollege2012年8月第25卷第3期Aug.，2012Vol.25No.33213盖板螺钉14制动器弹簧15闩销螺母16闩销17中间盘18摩擦盘19制动器安装螺栓20外部转子定位弹簧21内部转子定位杯22内部转子定位弹簧23花键套端盖24防松钢丝25花键套端盖螺丝26花键套3.1.2盘式制动器的特点（1）制动器的主要材料选用热变形较小，耐磨性能好的、比重较轻的铝合金制造，具有体积小、重量相对轻、设计精巧、安全性能好等特点。（2）制动器的制动力矩大于电机自转扭矩的1.5倍，制动器释放（打开）气压为6080PSI，气缸活塞行程68mm。制动器投入（闭合）时气缸内的气压被释，此时气缸内的气压值与大气压一致。3.2盘式制动器的控制系统电铲的控制系统程序包括控制电铲功能的逻辑程序。这些系统中包括电铲的制动器，它们借助于空气压力释放。当控制系统使空气电磁阀动作时，就可以获得空气压力，这依赖于控制系统收到规定的输入信号。通常情况接到抱闸释放操作指令的控制器，首先进行自检，同时当控制系统感应到所有需要的输入，包括制动器空气压力传感器压力、制动器磨损指示器，没有发现任何极限输入，则制动器进气空气阀就会打开，制动器克服弹簧压力就会被释放，制动器制动/释放指示器将信号反馈至控制系统进行确认。当控制系统感应到进一步的输入，包括抱闸给定操作指令、制动器空气压力传感器空气压力以及来自制动器释放指示器的关于制动器已经被释放的确认，控制系统将允许制动器起作用。3.3盘式制动器的检查与维护3.3.1盘式制动器的调整每个制动器具有两个返程式传感器制动/释放指示器，指示制动器被制动或已被释放；活塞行程必须控制在制动力矩有效行程范围内，当行程达到最大允许值时可通过撤垫的方式进行调整，使制动弹簧恢复到原设计时的预应力，若调整垫片全部撤完后则要根据实际情况更换制动器。3.3.2盘式制动器的检查（1）测量活塞行程。活塞行程能准确说明制动器内部全面磨损情况，若连续进行跟踪，可获得制动器如何磨损及磨损时间间隔的重要信息。对预定备件更换或保养计划起到重要作用。（2）检查制动器紧固件是否松动或损坏。必须时更换损坏的紧固件，调节紧固件力矩。（3）检查活塞与汽缸之间是否出现明显漏气。一般而言，在制动汽缸表面发现灰尘及润滑剂残留物，即可证明这一点。若发现此迹象，更换环形密封圈。4盘式制动器注意事项4.1盘式制动器可储存大量的机械能随意释放机械蓄能，可能导致意外动作，造成严重人员伤亡事故。在维护或移除盘式制动器之前，必须释放机械蓄能。4.2机械蓄能的形成（1）铲斗悬空。重力试图使铲斗下落。手动释放制动器或移除盘式制动器，将导致机械蓄能释放，使铲斗下降。（2）铲斗置于地面，而提升绳与提梁仍处于拉紧状态。在这种情况下，若提升绳绷紧，提升及推压减速箱内一定存在载荷，从而在提升或推压制动器内产生机械蓄能。手动释放上述制动器或移除制动器，将导致机械蓄能释放，使提梁向前掉落。（3）铲斗置于地面，提升绳松驰，而推压盘式制动器仍未释放。在这种情况下，斗杆与铲斗的重量可能将电铲前部向下拉。当推压制动器手动释放后，或推压制动器被移除时，电铲重心可能向后移，导致电铲向后摇晃，斗杆随大臂运动，导致推压装置旋转。（4）软质地面可能使机械移动。比如，若履带陷入地面，电铲将动作。电铲动作前稳定状态，现因为重力而彻底改变。传动系统内即产生机械蓄能。因此，实施维护工作时必须观察电铲，确认盘式制动器内未再产生机械蓄能。（5）电铲驻车，起重臂处于顶起状态（即，绷绳松驰）。这将在推压系统内产生蓄能，因为推压系统要支撑起重臂重量。手动释放推压制动器或移除推压制动器，将导致机械蓄能释放，使起重臂落下。（6）电铲停靠在不平地面。这不仅影响行走及回转系统的运行，而且影响电铲的稳定性，可在发生任何动作（提升、推压、回转或行走）时产生蓄能，因为机器会在不平地面上晃动。手动释放或移除任何一个制动器，将导致机械蓄能释放，造成意外动作。（7）电铲因为执行特定任务（抬高、提升、行走或大型元件的移除）使重心转移。手动释放或移除任何一个制动器，将导致机械蓄能释放，造成意外33（上接12页）故屡见报端，煤炭企业生产安全形势严峻。在激烈的市场竞争中，煤炭企业若想提高生产效率、提升产品质量、丰富产品层次、提高企业核心竞争力、提高市场占有率、提高企业经济效益，首先需要为企业提供一个安全的生产环境。屡禁不止的煤炭安全事故不仅给企业带来了巨大的经济损失，而且破坏了企业的生产计划，延缓了企业预定的发展步骤，更加破坏企业的社会形象，全方位打击煤炭企业的整体实力。因此，加强煤炭企业安全文化建设，需要从生产的每个环节、每个细节入手，提高员工的安全意识和安全处理技术，建立健全安全生产监督机制，营造系统而完善的安全生产文化，从而为企业的发展和参与市场竞争的能力提供坚实的发展环境。其次，加强煤炭企业安全文化建设是煤炭企业现状所决定的。煤炭企业的生产环境艰苦危险，不可预测的瓦斯、煤尘、火灾、透水和顶板等五大危险因素时刻威胁着矿井下工作的员工。经广泛调查统计发现，多达95%的煤炭安全生产事故均由违章操作、违规指挥和违反劳动纪律造成，而在涉及到的违规原因中，居多者常常为“违规者缺乏遵守安全规章的自觉性”。由此可见，提高作业人员、操作人员和指挥人员严格遵守安全规章的自觉性是减少煤炭企业安全事故的基础工作。因此，建立遵守安全规章的煤炭企业安全文化就成为了提高工作安全性的核心内容。第三，加强煤炭企业安全文化建设是践行“科学发展观”重要思想的具体体现。在煤炭企业安全文化建设过程中，坚持以人为本，树立全面、协调、可持续的发展观，促进企业和人的全面发展。加强煤炭企业安全文化建设，推进煤炭企业安全生产工作，是一个连续、系统、长期的工作，不能脱离实际、急于求成，要坚持推进既定计划，将安全生产的理念完全渗透进员工的工作思想中，并不断提炼，成为贯彻煤炭企业上下的理念和文化，在安全生产过程中发挥长远而深刻的作用。参考文献：1王为.造魂工程企业文化建设指导M.北京：北京高校音像出版社，2010.2王吉鹏.企业文化建设M.北京：中国发展出版社，2009.动作。由于许多情形都可造成或导致机械蓄能的产生，因此在任何情形下都必须安全释放机械蓄能。事先规划任务及维护工作先后顺序，避免产生不必要的机械蓄能，在该类能量产生时能进行释放。4.3机械蓄能的释放在正常运行时，制动器释放，电机保持电铲各动作组件（回转、提升、推压及行走）的位置。当制动器运行时，制动器将各元件保持在其当前位置。所以，电机运行时释放制动器，不会释放蓄能。若要释放蓄能，制动器必须在电机停止运行后释放。（1）电铲正确停放在坚硬、稳定的地面，铲斗置于地面（铲斗平放在地面，后跟及斗唇均接触地面），铲斗提梁向前，提升绳松驰，绷绳紧绷。使用适当的物品打掩，正确停放电铲。（2）关闭电铲，根据锁闭/警示程序锁定及作出标识。（3）确认该区域无人员、设备在场后，可手动释放制动器。释放的过程中，相关元件至少会移动。直至电铲各部位再无任何动作后这表明机械蓄能已被释放。5结束语干式盘式制动器作为大型采矿设备的安全机件，不仅成本高，而且对设备及人员的安全带来极大的安全挑战，因此，对制动器特点、结构、工作原理、使用环境等的全面了解和认识，以及合理维护制动器和正确使用制动器，无疑将给企业带来很高的经济效益，而且随着科技的发展干式盘式制动器的应运前景也将越来越广泛。34