淺析錐形制動(dòng)器常見(jiàn)故障及處理措施

（南四湖水利管理局韓莊水利樞紐管理局 277600）

錐形轉(zhuǎn)子制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)（以下簡(jiǎn)稱為電動(dòng)機(jī)）具有停電自制動(dòng)的能力，廣泛應(yīng)用于電動(dòng)葫蘆上作為起重和卷?yè)P(yáng)機(jī)等起重設(shè)備。在實(shí)際應(yīng)用中，錐形制動(dòng)器在檢修行車(chē)的功能是用來(lái)控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)以及慣性運(yùn)動(dòng)。本文通過(guò)韓莊節(jié)制閘和其他工程應(yīng)用實(shí)例，分析錐形制動(dòng)器常見(jiàn)故障形成原因并提出相應(yīng)的處理措施，為解決實(shí)際應(yīng)用中的制動(dòng)故障提供參考。

1 結(jié)構(gòu)原理

電動(dòng)機(jī)現(xiàn)用型號(hào)為YEZ。此類(lèi)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子外圓和定子內(nèi)圓均為圓錐形，其錐形制動(dòng)環(huán)鑲于風(fēng)扇制動(dòng)輪（5）上；靜制動(dòng)環(huán)（6）鑲在后端蓋上。小型錐形轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

定子通電前，即電動(dòng)機(jī)靜止時(shí)，轉(zhuǎn)子在彈簧（1）和彈簧（2）的作用下，向軸伸方向平移，使外風(fēng)扇上的動(dòng)制動(dòng)環(huán)和端蓋上的靜制動(dòng)環(huán)相接觸，其靜摩擦力可阻止轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)（包括帶一定的轉(zhuǎn)向負(fù)載轉(zhuǎn)矩）。

定子通電后，由于電磁力的作用，轉(zhuǎn)子將向風(fēng)扇端平移。從而壓縮彈簧（1）和彈簧（2）并使動(dòng)制動(dòng)環(huán)離開(kāi)靜制動(dòng)環(huán)，使轉(zhuǎn)子脫離制動(dòng)狀態(tài)，開(kāi)始加速運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到正常工作狀態(tài)。

定子斷電后，作用在轉(zhuǎn)子上的軸向力隨之消失，在彈簧（1）和彈簧（2）的作用下，動(dòng)、靜制動(dòng)環(huán)相控并產(chǎn)生制動(dòng)力矩，很快停轉(zhuǎn)并處于制動(dòng)狀態(tài)。

2 工程應(yīng)用實(shí)例分析

2.1 案例一

2.1.1 故障現(xiàn)象

韓莊節(jié)制閘在施工過(guò)程中運(yùn)行1#檢修行車(chē)，提升檢修閘門(mén)過(guò)程中不能及時(shí)制動(dòng)，導(dǎo)致檢修閘門(mén)向下滑行10cm左右后才能制動(dòng)停止。

2.1.2 故障診斷分析及排除

經(jīng)拆解電動(dòng)機(jī)檢查后，發(fā)現(xiàn)是制動(dòng)輪表面有油污，摩擦系數(shù)減小導(dǎo)致制動(dòng)力矩減小故剎不住車(chē)。

拆掉后端蓋，發(fā)現(xiàn)錐形制動(dòng)器靜動(dòng)兩摩擦面有油污，導(dǎo)致兩摩擦表面打滑。用汽油清除制動(dòng)兩摩擦表面干凈后并晾干，用細(xì)紗布打磨端蓋，安裝調(diào)試并完成后，運(yùn)行平穩(wěn)，制動(dòng)靈活，驗(yàn)收合格。

由此可見(jiàn)，維修保養(yǎng)時(shí)制動(dòng)摩擦面應(yīng)禁止沾油污，做好防護(hù)措施。若發(fā)現(xiàn)制動(dòng)環(huán)上有油污等，應(yīng)卸下風(fēng)扇制動(dòng)并作清理后再?gòu)?fù)位。

2.2 案例二

2.2.1 故障現(xiàn)象

韓莊節(jié)制閘在汛前檢查時(shí)，其中2#檢修行車(chē)空載運(yùn)行正常，荷載吊裝檢修閘門(mén)過(guò)程中停車(chē)制動(dòng)時(shí)制動(dòng)不及時(shí)，檢修閘門(mén)向下緩慢墜落，按下降按鈕通電后牽制檢修閘門(mén)緩慢降落，停放到門(mén)槽鎖止梁門(mén)槽孔口上。

2.2.2 故障診斷分析及排除

造成降低制動(dòng)力矩剎不住車(chē)很容易造成拉傷制動(dòng)摩擦輪表面，危害性較大。

拆除電動(dòng)機(jī)后端蓋，發(fā)現(xiàn)摩擦面磨損嚴(yán)重，更換新端蓋和轉(zhuǎn)子制動(dòng)環(huán)后，調(diào)整時(shí)，可通電或用力壓電動(dòng)機(jī)軸伸端面進(jìn)行觀察，通常軸向移動(dòng)量為1.5mm左右為宜。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，先按順時(shí)針旋緊螺母到旋不動(dòng)為止，再反向旋松該螺母1圈半左右，一般可達(dá)到調(diào)整要求。反復(fù)試驗(yàn)調(diào)整制動(dòng)間隙，實(shí)際制動(dòng)間隙調(diào)整到1.7mm，運(yùn)行正常。

2.3 案例三

2.3.1 故障現(xiàn)象

韓莊節(jié)制閘啟閉機(jī)是雙吊點(diǎn)兩同步運(yùn)行錐形制動(dòng)電動(dòng)機(jī)，23#啟閉機(jī)起升閘門(mén)停車(chē)時(shí)發(fā)現(xiàn)不能同步停車(chē)，靠機(jī)旁操作柜側(cè)的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器發(fā)生有延遲的現(xiàn)象。

2.3.2 故障診斷分析及排除

拆開(kāi)定子制動(dòng)罩后發(fā)現(xiàn)固定螺母松動(dòng)，原因是廠家出廠安裝時(shí)鎖母沒(méi)有鎖緊造成螺母松動(dòng)，經(jīng)檢查制動(dòng)摩擦面磨損間隙都正常。判斷為主彈簧制動(dòng)力矩過(guò)小回彈力不夠或彈簧疲勞老化造成風(fēng)扇制動(dòng)輪與后蓋的竄動(dòng)量偏大，導(dǎo)致制動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

具體調(diào)整方法如下，取下尾罩，拆去螺釘，適當(dāng)?shù)匦o至不動(dòng)為止，使風(fēng)扇制動(dòng)輪錐面緊貼后端蓋錐面，然后將鎖母反向旋轉(zhuǎn)2/3 圈，擰上螺釘即可，基本保證電動(dòng)機(jī)主軸軸向竄動(dòng)量一般在1～1.5mm。經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試后，試車(chē)運(yùn)行正常確保兩吊點(diǎn)制動(dòng)器制動(dòng)同步。

設(shè)備出廠前均經(jīng)過(guò)調(diào)試，制動(dòng)器調(diào)節(jié)到最小軸向竄動(dòng)，約為1～1.5mm，軸向竄動(dòng)隨著制動(dòng)器的磨損而增加，若其值大于3mm 或者當(dāng)制動(dòng)下滑距離超過(guò)V 升/100mm時(shí)，V 升為起升速度，應(yīng)及時(shí)調(diào)整，否則會(huì)嚴(yán)重影響制動(dòng)效果。

2.4 案例四

2.4.1 故障現(xiàn)象

圖1 YEZ系列錐形轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖

棗莊某礦服務(wù)公司用的大型橋式起重機(jī)在一次運(yùn)行吊裝設(shè)備過(guò)程中提升過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)升降主電動(dòng)機(jī)異響并沒(méi)有及時(shí)采取檢修等措施，起升過(guò)程中當(dāng)按停止按鈕時(shí)，制動(dòng)失靈吊裝設(shè)備急速下滑，司機(jī)想用電動(dòng)機(jī)復(fù)電牽制設(shè)備下滑速度，緊急按上升和下降按鈕電動(dòng)機(jī)無(wú)電沒(méi)有反應(yīng)，無(wú)法恢復(fù)制動(dòng)。吊裝的礦用設(shè)備迅速墜落并砸壞運(yùn)輸車(chē)箱，導(dǎo)致吊裝物摔報(bào)廢，并造成一名工人受輕傷。

2.4.2 故障診斷分析及排除

廠家派技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)拆解電動(dòng)機(jī)發(fā)現(xiàn)軸向復(fù)位彈簧銹蝕并折斷卡死，彈簧出現(xiàn)疲勞屈服，轉(zhuǎn)子無(wú)法軸向移動(dòng)并卡死。產(chǎn)生故障的主要原因是電動(dòng)機(jī)的密封圈老化失效導(dǎo)致進(jìn)水銹蝕，電動(dòng)機(jī)平時(shí)存放在露天并沒(méi)有做好防灰塵防雨水措施。

更換制動(dòng)彈簧和油封安裝調(diào)試后故障排除。需要注意的是更換制動(dòng)彈簧需要用專用工具拆裝彈簧，安裝彈簧時(shí)墊圈銷(xiāo)必須和軸端上的花鍵槽錯(cuò)開(kāi)鎖止，并涂抹適量潤(rùn)滑油脂，否則彈簧跟隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)造成彈簧損壞失效。

后經(jīng)礦安全部門(mén)和廠家技術(shù)人員鑒定造成事故的原因是機(jī)電技術(shù)工人對(duì)安全意識(shí)淡薄、疏忽大意，運(yùn)行前發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)異常沒(méi)及時(shí)檢查，沒(méi)有定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查、維護(hù)，造成起重設(shè)備的故障隱患，造成企業(yè)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

3 常見(jiàn)故障及處理措施

3.1 常見(jiàn)故障一

3.1.1 故障現(xiàn)象

制動(dòng)環(huán)磨損，致使制動(dòng)輪與剎車(chē)面間隙過(guò)大。

3.1.2 處理措施

調(diào)整風(fēng)扇制動(dòng)輪間隙，軸向移動(dòng)以1.5mm 為佳；上下啟動(dòng)電機(jī)，觀察制動(dòng)輪與后蓋的間隙。

3.2 常見(jiàn)故障二

3.2.1 故障現(xiàn)象

彈簧壓力過(guò)小或壓力彈簧疲勞。彈簧調(diào)整不當(dāng)、張力小而導(dǎo)致制動(dòng)力矩減小、剎不住車(chē)而產(chǎn)生溜車(chē)或溜鉤現(xiàn)象。

3.2.2 處理措施

重新調(diào)整制動(dòng)器使其主彈簧張力增大。在制動(dòng)彈簧與轉(zhuǎn)子鐵芯間加一個(gè)墊圈，或在支承圈與軸承間加一墊圈，目的縮短彈簧長(zhǎng)度，使其壓力略有提高，墊圈的厚度約1～3mm；彈簧疲勞彈力減少，應(yīng)更換同規(guī)格的新彈簧。

3.3 常見(jiàn)故障三

3.3.1 故障現(xiàn)象

制動(dòng)環(huán)松動(dòng)，受潮或有油污。

3.3.2 處理措施

緊固松動(dòng)部位、用煤油或汽油清洗兩摩擦面并晾干。更換制動(dòng)彈簧、制動(dòng)環(huán)。

3.4 常見(jiàn)故障四

3.4.1 故障現(xiàn)象

制動(dòng)環(huán)與后端蓋的錐面接觸不良，后端蓋剎車(chē)面加工粗糙，制動(dòng)輪后端平面與鎖緊螺母端面未與軸線垂直，使電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)受力偏移。

3.4.2 處理措施

檢查制動(dòng)輪的制動(dòng)環(huán)與后蓋的接觸面是否吻合，如果不吻合，應(yīng)加工制動(dòng)環(huán)錐面，保證風(fēng)扇制動(dòng)輪與后蓋吻合。

檢查制動(dòng)彈簧，制動(dòng)動(dòng)、靜閘片，電機(jī)的軸承，電機(jī)的軸向間隙，電機(jī)線圈的直阻等。

4 外在因素引起的制動(dòng)故障

制動(dòng)器的判斷靠現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷，如外在故障，由于電源、電動(dòng)機(jī)故障、限位、荷載傳感器等出現(xiàn)問(wèn)題后，判斷不正確拆開(kāi)制動(dòng)器誤事誤工造成不必要的損失。

5 結(jié)語(yǔ)

水利行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)技術(shù)操作和維修養(yǎng)護(hù)人員的技能培訓(xùn)，從錐形制動(dòng)系統(tǒng)故障診斷到維修，務(wù)必嚴(yán)格按照規(guī)范的診斷步驟認(rèn)真檢查相關(guān)的工作及磨損情況，在檢修中，發(fā)現(xiàn)部件磨損或損壞達(dá)到更換程度的，一定要及時(shí)更換。需要特別注意的是，制動(dòng)系統(tǒng)故障原因的正確診斷與否直接影響到維修工作效率、工作安全的可靠性■