防爆起重機是某施工工地用于大型設(shè)備的卸車、安裝、調(diào)試、對接等作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。該起重機具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜,所處環(huán)境惡劣,維護(hù)保養(yǎng)難度大等特點。制動裝置是該設(shè)備的關(guān)鍵部件,其可靠性直接關(guān)系到吊裝工作的安全。在近5年的使用期間,該防爆起重機制動器共出現(xiàn)故障26次,占吊裝設(shè)備故障總量的56.6%。制動器出現(xiàn)故障的主要部位是制動器線圈、整流模塊和摩擦片3部分,其中最易出問題的是整流模塊和制動器線圈。為此,對起重機的制動器進(jìn)行了技術(shù)改造。
1、 故障原因分析
1、 故障原因分析
防爆起重機采用的是直流盤式制動器,屬于常閉制動器,斷電時制動器閉合,起制動作用,通電時制動器打開,以便電機轉(zhuǎn)動,主要由整流模塊、直流線圈、摩擦片、制動盤和制動彈簧組成。
(1)吊車連續(xù)運行時間長而得不到充分散熱,將導(dǎo)致制動器溫升過高,絕緣材料失效而致使線圈匝間短路,從而燒毀制動器線圈;
(2)制動器線圈過載燒毀時產(chǎn)生的過電流擊穿了整流模塊的二極管;另一方面是自身質(zhì)量不過關(guān),主要原因是印刷板質(zhì)量差,元器件篩選不過關(guān)等因素也可能導(dǎo)致整流模塊的燒毀;
(3)由于制動器調(diào)整的間隙小,電動機運行中不能避免摩擦片與制動盤問的摩擦,電動機多次長時間運行后,將使摩擦片溫度升高,粘接膠因過熱失效,致使制動器摩擦片粘接處開裂,加速了電動機和制動器線圈的發(fā)熱,并伴隨異常噪聲。長時間運行將導(dǎo)致電動機和制動器線圈絕緣的損壞,燒毀電動機或制動器。
2 、改造方案
(1)選用雙電壓整流模塊。雙電壓整流模塊的應(yīng)用可極大改善制動器線圈工作的性能,減少制動器線圈的發(fā)熱。雙電壓整流模塊仍采用單相橋式整流電路,并采用可關(guān)斷的電子開關(guān)電路來實現(xiàn)降壓功能。當(dāng)制動器打開后,制動器線圈不需要太大的維持電流時,其整流輸出電壓降為全電壓的一半,這樣就減少了制動器線圈的溫升,增加了制動器線圈的允許通電時間,提高制動器線圈工作的可靠性。其原理如圖1:
圖1 雙電壓整流模塊電氣原理圖
1、過電壓保護(hù) 2、半波整流 3、電子開關(guān) 4、時間控制 5、全波整流
(2)增大盤式直流制動器線圈的內(nèi)阻。為更進(jìn)一步提高制動器線圈的工作性能,在采用雙電壓整流模塊為制動器線圈供電的同時,采用了增大制動器線圈內(nèi)阻的方式來降低制動器線圈繞組的電流,在保證足夠大的電磁吸力以使制動器打開的前提下,將主起升電機制動器線圈的內(nèi)阻由原來的264Ω增大到304Ω。降低了制動器線圈繞組的電流,從而最大限度改善了電機制動器的性能,經(jīng)測試,現(xiàn)制動器線圈通電1 h(采用原整流模塊,線圈輸入直流電壓34 V),制動器線圈溫升只有80℃,且不再上升,達(dá)到了穩(wěn)定溫升。
(3)選用液壓推桿制動器。液壓推桿制動器是靠推桿中的電動機帶動葉片輪旋轉(zhuǎn),使油液產(chǎn)生向上的推力,把活塞桿抬起,從而打開制動器。斷電后,在制動架主彈簧的作用下,使推桿退回原來的位置。液壓推桿制動器采用三相交流電,無整流環(huán)節(jié),省去了整流模塊,在電源方面可靠性較直流盤式制動器要高,此外,液壓推桿制動器制動摩擦片直接用銅鉚釘安裝在制動瓦塊上,比直流盤式制動器摩擦片用膠粘接,既安全可靠,又易觀察,應(yīng)急處理時打開較為方便省時(手動即可打開)。由于采用了防爆措施,制動器仍滿足改造前的防爆要求。