WK－20電鏟提升盤(pán)式制動(dòng)器摩擦片急劇磨損的原因

白金龍，孫曉軍，孫海軍

(內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司巴潤(rùn)礦業(yè)分公司， 內(nèi)蒙古包頭市 014080)

WK－20電鏟提升盤(pán)式制動(dòng)器摩擦片急劇磨損的原因

白金龍，孫曉軍，孫海軍

(內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司巴潤(rùn)礦業(yè)分公司， 內(nèi)蒙古包頭市 014080)

WK－20電鏟采用美國(guó)伊頓Airflex公司生產(chǎn)的DBB(S)系列盤(pán)式制動(dòng)器，該系列制動(dòng)器是彈簧壓緊，氣壓釋放，在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)中時(shí)常發(fā)生盤(pán)式制動(dòng)器無(wú)法釋放的故障，造成盤(pán)式制動(dòng)器摩擦片急劇磨損。對(duì)制動(dòng)器急劇磨損的原因進(jìn)行了分析，并提出了氣控系統(tǒng)的改進(jìn)方案，避免了類(lèi)似的故障再次發(fā)生。

WK－20電鏟；空壓機(jī)；盤(pán)式制動(dòng)器；改進(jìn)方案

0 前 言

WK－20型礦用挖掘機(jī)是太原重工新研發(fā)的大型采裝設(shè)備，可配套載重量為154～220 t的礦用自卸卡車(chē)，同時(shí)適用于年產(chǎn)量1000萬(wàn)t以上的大型露天礦山的采裝作業(yè)。WK－20電鏟自從2010年在巴潤(rùn)礦業(yè)投入使用后，給公司創(chuàng)造了很大的利益。但是由于白云鄂博礦區(qū)冬季長(zhǎng)且寒冷，造成WK－20電鏟的氣路系統(tǒng)時(shí)常發(fā)生故障，嚴(yán)重影響設(shè)備的正常生產(chǎn)。

1 氣路系統(tǒng)各元件的作用

(1)礦用挖掘機(jī)空壓機(jī)組為全車(chē)用氣部件提供合格的氣源。排氣量一般為2m3/min，排氣壓力為12.5 bar。采用氣調(diào)型控制方式。

(2)WK－20機(jī)型上采用兩級(jí)壓縮活塞式空壓機(jī)，配套機(jī)型為南京英格索蘭公司的3000E20/12－FF，針對(duì)本機(jī)使用地域，增加空壓機(jī)的選配件以適應(yīng)使用需要?？諌簷C(jī)配套有低油位開(kāi)關(guān)、曲軸箱自動(dòng)加熱、儲(chǔ)氣包自動(dòng)加熱及自動(dòng)放水等各種功能，并且在氣路系統(tǒng)中增設(shè)膜式空氣干燥機(jī)、防凍器等特別配置。

(3)礦用挖掘機(jī)空氣系統(tǒng)使用的氣動(dòng)元件主流配置為德國(guó)博世力士樂(lè)。操作電壓為AC220 V 50 Hz，主要為各執(zhí)行元件的開(kāi)閉動(dòng)作提供控制。(4)礦用挖掘機(jī)空氣系統(tǒng)的管路一般采用氣動(dòng)膠管，接頭形式為美制JIC37。

2 氣路系統(tǒng)組成及工作原理

WK－20電鏟的氣路系統(tǒng)是由空壓機(jī)、防凍器、干燥器、各控制閥組、管道等元件組成。分為上下兩路進(jìn)行輸送，上部氣路分別輸送到潤(rùn)滑室內(nèi)氣動(dòng)加脂(油)泵、提升和回轉(zhuǎn)制動(dòng)盤(pán)、喇叭、推壓制動(dòng)盤(pán)；下部氣路通過(guò)旋轉(zhuǎn)油氣接頭輸送到下部氣包，經(jīng)過(guò)再次儲(chǔ)存保壓后送到行走制動(dòng)器。

3 盤(pán)式制動(dòng)器的工作原理及急劇磨損的原因

3.1 盤(pán)式制動(dòng)器的工作原理

齒輪1套裝在軸上而剎車(chē)總成則與機(jī)器的法蘭或支架相聯(lián)接。當(dāng)壓縮空氣通過(guò)氣缸上的口入氣缸2后，氣缸及通過(guò)螺桿3，墊片4，間隔套5相連的壓緊盤(pán)6一起向遠(yuǎn)離機(jī)器或安裝法蘭7的方向移動(dòng)，安裝法蘭與固定支架或反作用力架相聯(lián)。壓緊盤(pán)將彈簧壓在不動(dòng)的簧腔8上，使得騎跨在齒輪上的動(dòng)摩擦盤(pán)9上的夾緊力消除，軸可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。見(jiàn)圖1。

圖1 盤(pán)式制動(dòng)器的工作原理

3.2 摩擦片急劇磨損的原因

通過(guò)分析現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的摩擦片急劇磨損故障，總結(jié)其故障原因有如下幾方面。

(1)在安裝過(guò)程中剎車(chē)和軸的同軸度應(yīng)保持在0.25mm之內(nèi)，如果不正確的對(duì)中會(huì)導(dǎo)致摩擦片、動(dòng)摩擦盤(pán)、齒輪發(fā)生嚴(yán)重偏磨。

(2)在冬季由于天氣寒冷，管路發(fā)生凍結(jié)。導(dǎo)致盤(pán)式制動(dòng)器不能完全釋放，導(dǎo)致摩擦片急劇磨損故障。

(3)盤(pán)式制動(dòng)器正常打開(kāi)的氣壓值為4.1～8.2 bar，如果氣壓低于4.1 bar制動(dòng)器不能完全打開(kāi)，造成摩擦片的急劇磨損。如果氣壓高于8.2 bar會(huì)損壞盤(pán)式制動(dòng)器其它元件。

(4)在電氣系統(tǒng)中，如果壓力繼電器發(fā)生故障，不能準(zhǔn)確的檢測(cè)壓力信號(hào)，導(dǎo)致盤(pán)式制動(dòng)器并未打開(kāi)提升電動(dòng)機(jī)就開(kāi)始工作，造成摩擦片嚴(yán)重磨損。

4 改進(jìn)方案

(1)在安裝盤(pán)式制動(dòng)器的過(guò)程中嚴(yán)格按照安裝技術(shù)要求進(jìn)行操作，保證安裝精度。

(2)在進(jìn)入冬季之前，提前將氣路系統(tǒng)中的干燥器和防凍器等元件進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行更換，做好入冬前的準(zhǔn)備工作。

(3)將原有的英格索蘭公司生產(chǎn)的兩級(jí)潤(rùn)滑活塞式空氣壓縮機(jī)改為復(fù)盛公司生產(chǎn)的SA15－37A型螺桿式空壓機(jī)，通過(guò)螺桿式空壓機(jī)的使用，很好的提高了壓氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性，有效的改善了由于風(fēng)壓不穩(wěn)定造成摩擦片的磨損。

(4)定期檢查氣控系統(tǒng)中的電磁閥、壓力繼電器等電器元件，對(duì)有隱患的元件及時(shí)進(jìn)行更換。

5 復(fù)盛SA15－37A型螺桿空壓機(jī)壓縮原理及其應(yīng)用

螺桿空壓機(jī)的工作可分為4個(gè)過(guò)程，分別是吸氣過(guò)程、封閉及運(yùn)輸過(guò)程、壓縮及噴油過(guò)程、排氣過(guò)程。

(1)吸氣過(guò)程。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主副轉(zhuǎn)子的齒溝空間在轉(zhuǎn)至進(jìn)氣端壁開(kāi)口時(shí)，其空間最大，此時(shí)轉(zhuǎn)子的齒溝空間與進(jìn)氣口自由空氣相通，因在排氣時(shí)齒溝空氣被全部排出，排氣完時(shí)，齒溝仍處于真空狀態(tài)，外界空氣即被吸入，沿軸向進(jìn)入主副轉(zhuǎn)子的齒溝內(nèi)，當(dāng)空氣充滿(mǎn)整個(gè)齒溝時(shí)，轉(zhuǎn)子的進(jìn)氣口端面轉(zhuǎn)離機(jī)殼進(jìn)氣口，在齒溝間的空氣及時(shí)被封閉。

(2)封閉及運(yùn)輸過(guò)程。兩個(gè)轉(zhuǎn)子在吸氣完成時(shí)，其主副轉(zhuǎn)子的齒峰會(huì)與機(jī)殼閉封，此時(shí)空氣在齒溝內(nèi)閉封不外流。當(dāng)兩個(gè)轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，其齒峰與齒溝在吸氣端吻合，吻合面逐漸向排氣端移動(dòng)。

(3)壓縮及噴油過(guò)程。在輸送過(guò)程中，嚙合面逐漸向排氣端移動(dòng)，其嚙合面與排氣口間的齒溝空間漸漸減小，齒溝內(nèi)氣體逐漸被壓縮，壓力升高。在壓縮的同時(shí)，潤(rùn)滑油因?yàn)閴毫Σ畹淖饔枚鴩娙雺嚎s機(jī)內(nèi)與空氣混合。

(4)排氣過(guò)程。當(dāng)轉(zhuǎn)子的嚙合端面轉(zhuǎn)到與機(jī)殼排氣口相通時(shí)，被壓縮氣體開(kāi)始排出，此時(shí)兩轉(zhuǎn)子的嚙合面與機(jī)殼排氣口之間的齒溝空間為零，即完成排氣。

實(shí)踐證明，復(fù)盛SA15－37A型螺桿空壓機(jī)應(yīng)用在WK－20電鏟中其運(yùn)轉(zhuǎn)性能可靠、易損件少、噪聲低、振動(dòng)小、工作效率高。由于該空壓機(jī)壓力上升快，避免由于系統(tǒng)壓力低造成設(shè)備零部件的損壞。有效的改善了設(shè)備的作業(yè)條件。

6 結(jié)束語(yǔ)

在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)中，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)發(fā)生故障，應(yīng)查找故障的主要原因，從根本上對(duì)故障進(jìn)行處理。本文提升盤(pán)式制動(dòng)器摩擦片急劇磨損故障進(jìn)行了分析，找出了摩擦片急劇磨損的原因，同時(shí)提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施，保證了設(shè)備的正常運(yùn)行，提升設(shè)備的作業(yè)率。

[1]李新德.液壓與氣動(dòng)技術(shù)[M].北京:中國(guó)商業(yè)出版社，2006，10.

[2]SMC(中國(guó))有限公司.現(xiàn)代使用氣動(dòng)技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

2015-05-26)

白金龍(1985－)，男，內(nèi)蒙古呼和浩特人，本科，技術(shù)員，主要從事礦山機(jī)械維護(hù)與管理工作，Email:52275751 ＠qq.com。