起重機械課件第七章制動裝置

起重機械課件第七章制動裝置§7-1制動器的種類與用途一.制動器工作原理1.制動概念及分類制動——給運動物體(系統(tǒng))施加一個與運動方向相反的(機械性、阻尼性、電磁性、液壓等)阻力或阻力矩，使之減速或停止運動的過程?！?-1制動器的種類與用途制動電力制動——機械制動——所謂電氣制動是指改變電動機的接線形式，從而使電動機產(chǎn)生一個與運轉(zhuǎn)方向相反的、起阻礙作用的電磁轉(zhuǎn)矩。包括能耗、反接、反饋制動等，電氣制動只能消耗機構(gòu)運動的一部分動能，減小或限制速度，不具有支持作用(在n=0時須切斷電源，電磁力矩消失)。利用機械式制動裝置完成制動過程，具有減速、停車、限速、支持等各種功能。液力制動——（阻尼制動）利用液力液壓阻尼裝置完成制動。具有減速和限速功能。1.制動概念及分類一.制動器工作原理§7-1制動器的種類與用途一.制動器工作原理1.制動概念及分類制動裝置分為制動器和停止器兩大類。凡利用摩擦將機械運動部分的功能，全部或部分地轉(zhuǎn)換為熱能，達到減速或制動目的的裝置，稱為制動器。(定義)凡利用機械止擋作用支持物體，不使物體運動的裝置，稱為停止器。（定義）§7-1制動器的種類與用途一.制動器工作原理2.機械制動器工作原理制動器是依據(jù)摩擦副間的摩擦而產(chǎn)生制動作用的，摩擦副中的一組與機構(gòu)的固定機架相連，另一組則與機構(gòu)轉(zhuǎn)動軸相連；當(dāng)機構(gòu)起動時，使摩擦面脫開，機構(gòu)轉(zhuǎn)動件便可運轉(zhuǎn)；當(dāng)機構(gòu)需要制動時，使摩擦面接觸并壓緊，這時摩擦面間產(chǎn)生足夠大的摩擦力矩——制動力矩，消耗動能，使機構(gòu)減速，直到停止運動并保持?！?-1制動器的種類與用途二.制動器的作用1.支持制動(包括減速、停車)：以制動力抵御外力(重力、風(fēng)力等)持續(xù)作用而使系統(tǒng)處于靜止不動狀態(tài)，如重物懸停、臂架保持固定位置、露天起重機不被大風(fēng)吹走、下運輸送機止動等。支持制動設(shè)計以保證安全系數(shù)為主，如下運帶式輸送機制動系數(shù)為1.5～2.0，支持制動只能用常閉式自動動作的機械制動器實現(xiàn)。2.停車制動(包括減速)：以制動力消耗系統(tǒng)能量(機械能)從而使系統(tǒng)以一定的減速度實現(xiàn)停車(機)。停車制動設(shè)計以保證相關(guān)制動性能為主，如減速度、制動時間、制動溫升、制動路程等?！?-1制動器的種類與用途二.制動器的作用3.落重限速制動：以制動力平衡系統(tǒng)重力，從而使系統(tǒng)以恒定的速度下降，如淬火起重機起升機構(gòu)用制動器、下運輸送機等。4.安全制動：以制動器作為緊急狀況下的安全裝置。注意：起重機中的制動器在實際使用中可能具有上述一種或幾種作用。§7-1制動器的種類與用途三.制動器在起重機上的應(yīng)用a.起升機構(gòu)中必須裝設(shè)可靠的制動器，以保證所吊物品能任意的停止。b.變幅機構(gòu)中也必須安裝制動器，以保證自重不完全平衡的起重臂架能夠保持在一定的位置。c.運行機構(gòu)和回轉(zhuǎn)機構(gòu)也需要用制動器使它們在一定的時間或一定的行程內(nèi)停下來。1.在機構(gòu)中的應(yīng)用§7-1制動器的種類與用途三.制動器在起重機上的應(yīng)用d.對于露天工作或在斜坡上運行的起重機，制動器還有防止風(fēng)力吹動或下滑的作用。e.對于某些起重機的起升機構(gòu)還利用制動器來使物品以所需要的速度下降，實現(xiàn)減低或調(diào)節(jié)機構(gòu)的工作速度。1.在機構(gòu)中的應(yīng)用§7-1制動器的種類與用途2.選型中的要求對于起升機構(gòu)和變幅機構(gòu)必須裝設(shè)可靠的支持制動器，應(yīng)為常閉式的，而且制動力矩必須具有足夠的儲備，也就是應(yīng)當(dāng)保證具有一定的安全系數(shù)。對于安全性有高度要求的機構(gòu)，需要裝設(shè)雙重制動器，也就是說：每套獨立的驅(qū)動裝置至少應(yīng)有兩個支持制動器，其中每一個都能安全的獨立的承擔(dān)全部制動任務(wù)。因此規(guī)范規(guī)定：一般起升機構(gòu)的制動安全系數(shù)：k≥1.5a2h≤0.2m／s2重要起升機構(gòu)的制動安全系數(shù)：k≥1.75a2h≤0.1m／s2危險起升機構(gòu)的制動安全系數(shù)：k≥2.5a2h≤0.1m／s2三.制動器在起重機上的應(yīng)用§7-1制動器的種類與用途四.制動器的安裝位置及特點1.制動器的安裝位置為了減少制動力矩，縮小制動器的尺寸，使機構(gòu)的布置緊湊，通常制動器安裝在機構(gòu)的高速軸上，即電機軸上或減速器的輸入軸上。某些安全制動器則裝在低速軸上或卷筒上，以防傳動系統(tǒng)斷軸時發(fā)生物品墜落事故。2.制動器的特點a.機構(gòu)制動平穩(wěn)可靠。b.可以根據(jù)需要調(diào)整制動力矩的大小，以適應(yīng)不同的工況?！?-1制動器的種類與用途五.制動器的種類1.按構(gòu)造分類制動器機械摩擦式非摩擦式磁粉式磁渦流式機械摩擦制動器交流長、短程直流長、短程塊式制動器電力液壓塊式制動器電磁塊式制動器雙蹄式制動器蹄式制動器單蹄式制動器多蹄式制動器軟管多蹄式制動器帶式制動器簡單帶式制動器差動帶式制動器綜合式帶式制動器雙帶式制動器盤式制動器單盤制動器——干式、濕式多盤制動器——干式、濕式鉗盤式制動器固定鉗盤制動器擺動鉗盤制動器浮動（滑動）鉗盤制動器制動臂盤式制動器錐盤式制動器離心盤式制動器載荷自制盤式制動器螺旋載荷自制盤式制動器蝸桿載荷自制盤式制動器§7-1制動器的種類與用途五.制動器的種類1.按構(gòu)造分類①塊式②蹄式③帶式④盤式⑤錐式塊式、蹄式和帶式屬徑向作用式制動器；盤式和錐式屬軸向作用式制動器。YWZ電力液壓塊式制動器YT1電力液壓推動器YWZB電力液壓推動器蹄式制動器帶式制動器盤式制動器§7-1制動器的種類與用途a.塊式制動器的特點：構(gòu)造簡單，制造與安裝較為方便，且成對的布置瓦塊使瓦塊壓力相互平衡，因而使制動倫軸不受彎曲載荷。（常用）五.制動器的種類1.按構(gòu)造分類b.帶式制動器的特點：由于制動帶的包角大，因而制動力矩較大。對于同樣制動力矩可以采用比塊式制動器更小的制動輪，進而可以使起重機的機構(gòu)布置更為緊湊。但由于制動帶的合力使制動輪軸受到彎曲載荷，這就要求制動輪軸具有足夠的尺寸。（結(jié)構(gòu)緊湊及安全制動）§7-1制動器的種類與用途五.制動器的種類d.磁渦流式制動器由于造價和使用費用的問題，目前在國內(nèi)仍處于探索階段。磁粉式制動器，由于在制動時仍需要電，目前還不適合于起重機的工作特點。1.按構(gòu)造分類c.盤式制動器的特點:全盤式制動器其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，散熱性能差，不適宜制成標(biāo)準(zhǔn)部件。點盤式制動器具備散熱性能好，無熱衰退現(xiàn)象，轉(zhuǎn)動慣量小，制動力矩大，制動平穩(wěn)，振動小，結(jié)構(gòu)緊湊的特點?！?-1制動器的種類與用途五.制動器的種類YWZ電力液壓塊式制動器YWL電力液壓推動器YWZB電力液壓推動器YW電力液壓塊式制動器YWZ12電力液壓塊式制動器YT1電力液壓推動器§7-1制動器的種類與用途五.制動器的種類SQZ電力液壓塊式制動器QP電力液壓鉗盤式制動器YPZ2電力液壓臂盤式制動器YPZ3電力液壓臂盤式制動器MW電磁塊式制動器YP電力液壓臂盤式制動器§7-1制動器的種類與用途五.制動器的種類帶式制動器DCPZ電磁鉗盤式制動器蹄式制動器§7-1制動器的種類與用途五.制動器的種類鼓式制動器領(lǐng)從蹄式制動器單向雙領(lǐng)蹄式制動器雙向雙領(lǐng)蹄式制動器雙從蹄式制動器單向自增力式制動器§7-1制動器的種類與用途五.制動器的種類雙向自增力式制動器

凸輪式制動器楔式制動器通風(fēng)盤式制動器散熱孔§7-1制動器的種類與用途五.制動器的種類2.制動器按用途分類①停止(減速、停車)式制動器：在機構(gòu)運動行將終了時動作，使機構(gòu)減速制動或支持懸吊的物品；②調(diào)速式制動器：在機構(gòu)運動過程中動作，在一定范圍內(nèi)控制機構(gòu)的運動速度。③安全制動器：在機構(gòu)出現(xiàn)緊急狀態(tài)時動作，確保系統(tǒng)安全?！?-1制動器的種類與用途五.制動器的種類①常閉式制動器：在機構(gòu)不動作期間處于閉合狀態(tài)，而運轉(zhuǎn)時則松閘；3.制動器按工作狀態(tài)分為②常開式制動器：經(jīng)常處于松開狀態(tài)，需要時才制動；③綜合式制動器：工作中，則是常開和常閉的綜合體。注意：起升、變幅應(yīng)為常閉式，回轉(zhuǎn)、運行可為常開式。§7-1制動器的種類與用途五.制動器的種類4.制動器按作用方式分為①自動式制動器：在上閘、松閘都是自動的（與機構(gòu)聯(lián)動）；②操縱式制動器：上閘和松閘、制動力矩的大小皆由操作者任意控制；③綜合式制動器：正常工作時為操縱式，斷電后自動上閘以保安全。5.制動器按松閘器行程分為①短行程制動器：松閘行程≤5mm無杠桿系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)緊湊，小制動器；②長行程制動器：松閘行程≥20mm有杠桿系統(tǒng)，大型制動器；MW電磁塊式制動器§7-1制動器的種類與用途六.影響制動器選擇的因素1.機械用途：確定制動器的類型和要求。2.周圍環(huán)境：選擇合理的制動對偶材料。3.使用頻度和制動器的熱容量：確定制動器的大小。4.支持制動器：按保證合適的制動安全系數(shù)來確定制動力矩的大小，然后進行制動性能的校核，如制動時間、制動減速度等，支持制動器應(yīng)為常閉式和自動式。5.減速停車制動器：按確保制動性能(如制動時間、制動減速度、制動路程等)確定制動力矩，減速停車制動器可為常開式和操縱式。6.安全制動器：應(yīng)為綜合式，工作時自動常開，緊急狀況時自動常閉?！?-1制動器的種類與用途七.機械制動器的選擇1.根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)有系列產(chǎn)品選擇制動器。（P124）塊式制動器技術(shù)成熟，使用可靠，價格適中，維修方便，在同等條件下可優(yōu)先選用。在外形尺寸受限、制動力矩要求很大的場合，可考慮選用帶式制動器，帶式制動器的缺點是作用于軸上的橫向力大（等于制動帶兩端拉力的向量和），安全性較低（制動帶破斷將導(dǎo)致嚴重后果）。盤式制動器制動轉(zhuǎn)矩大，外形尺寸小，摩擦面大于塊式制動器，磨損小，應(yīng)用日益廣泛。2.制動器一般裝在機構(gòu)的高速軸上，以減小制動轉(zhuǎn)矩?！?-1制動器的種類與用途七.機械制動器的選擇3.選制動器應(yīng)注意經(jīng)濟性、維修性和使用可靠性。選用電力液壓塊式制動器標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品時，制動轉(zhuǎn)矩只能在(1.0～0.7)額定制動轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)調(diào)整，以保證制動轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定，制動可靠，電磁塊式制動器標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(MW或MWZ型)的制動轉(zhuǎn)矩可在(1.0～0.5)額定轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)調(diào)整。4.制動器選定后，應(yīng)根據(jù)工作條件和具體要求驗算制動時間或制動距離或制動減速度，必要時應(yīng)作發(fā)熱驗算。§7-1制動器的種類與用途八.制動器發(fā)展動向1.增加品種，充分發(fā)揮不同品種的特長，如防火型、防水型。2.微型及大型制動器的發(fā)展（如三峽升船機所用制動器）。3.開展新理論，新結(jié)構(gòu)的研究工作，如制動裝置的設(shè)計計算方法和調(diào)整制動器，制動力矩可控制制動器等的研制，以及二級制動器、盤式制動器。4.開展試驗研究，以改進設(shè)計計算方法和選用最優(yōu)結(jié)構(gòu)及新材料?！?-2鼓（塊）式制動器一.塊式制動器的工作原理塊式制動器的制動架固裝在車架上，制動架上的制動瓦塊由通過杠桿系統(tǒng)傳遞的彈簧力而產(chǎn)生對裝在傳動軸上的制動輪的壓緊里，從而產(chǎn)生摩擦力而使機構(gòu)停止下來或保持不動。YWZ2、YWZB、YWZ4、YWZD系列YW、YWB、YWZ5、YWZE系列均等杠桿聯(lián)鎖銷制動瓦制動彈簧制動拉桿（退距調(diào)整桿）連接螺栓力距調(diào)整螺母制動臂鎖緊螺母均等杠桿聯(lián)鎖銷制動瓦手柄杠桿推動器三角杠桿制動拉桿（退距調(diào)整桿）連接螺栓力距調(diào)整螺母制動臂鎖緊螺母制動彈簧電纜進線管§7-2鼓（塊）式制動器二.塊式制動器的分類1.根據(jù)制動驅(qū)動力產(chǎn)生的方式分類彈簧驅(qū)動——圓柱彈簧(塊式)、碟簧(盤式)，常用。重錘驅(qū)動——老式起重機上使用，現(xiàn)已停止生產(chǎn)。人力驅(qū)動——可操縱式。液壓驅(qū)動——大型、安全制動器。DADH80液壓直動制動器

§7-2鼓（塊）式制動器二.塊式制動器的分類2.根據(jù)制動臂形式分類直臂——制作工藝簡單，制動軸不受彎曲載荷，多用。彎臂——下鉸點內(nèi)移可使制動瓦塊的退距和力矩增大，但軸承受了附加彎曲載荷?！?-2鼓（塊）式制動器二.塊式制動器的分類3.根據(jù)松閘行程分類短行程制動器——松閘行程ε

≦5mm—結(jié)構(gòu)緊湊，小型制動器。長行程制動器——松閘行程ε

≧20mm—杠桿系統(tǒng)，大型制動器?！?-2鼓（塊）式制動器4.根據(jù)松閘器的類型分類交流短行程——交流長行程——直流短行程直流長行程與交流相比：沖擊小，可靠平穩(wěn)和耐用性較高，但需直流電流。二.塊式制動器的分類①.制動電磁鐵式DCW3長行程電磁鐵塊式制動器

三相交流長行程防爆制電磁鐵直接裝在制動臂上，緊湊，但上閘沖擊大，響聲大，壽命短，可靠性差，只能用于d<200mm的運行機構(gòu)小型制動器。有杠桿系統(tǒng)，松閘能力大，上閘迅速，但有猛烈沖擊，噪聲大，壽命不夠長，構(gòu)件多而復(fù)雜，效率低，用于起升機構(gòu)等動作迅速的場合?！?-2鼓（塊）式制動器4.根據(jù)松閘器的類型分類二.塊式制動器的分類①.制動電磁鐵式§7-2鼓（塊）式制動器4.根據(jù)松閘器的類型分類②.液壓電磁鐵——動作平穩(wěn)、無噪聲、壽命長，此外還具有自動補償瓦塊襯料磨損的優(yōu)點。但其供給電流是直流電，因此需要直流供給系統(tǒng)，成本高，構(gòu)造復(fù)雜。二.塊式制動器的分類③.新型電磁鐵——電子控制盒為核心元件，節(jié)能、重量小、強電吸合、低噪音、高壽命、體積小、安全可靠，先進電子線路，實現(xiàn)了機電一體化?！?-2鼓（塊）式制動器4.根據(jù)松閘器的類型分類二.塊式制動器的分類④.電動液壓推桿——動作平穩(wěn)，無噪音，允許開電次數(shù)多，壽命較長，推力恒定，節(jié)省能源，體積小，重量輕，并可與電動機聯(lián)合進行調(diào)速。缺點是：上閘緩慢，在用于起升機構(gòu)時，制動行程較長。§7-2鼓（塊）式制動器二.塊式制動器的分類制動器型式特點使用范圍及選用注意事項交流長行程電磁塊式制動器（JCZ）有標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品動作較快，可用彈簧或重錘上閘，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外形尺寸大，重量大，效率低，沖擊大，噪音大，線圈易燒壞?？捎糜谥械蓉撦d、操作不頻繁的起升機構(gòu)。在頻繁制動、環(huán)境潮濕、忌振動和噪音之處不宜選用。屬淘汰限制使用能夠產(chǎn)品，被直流短程電磁塊式制動器、電力液壓塊式制動器或盤式制動器代替。交流短行程電磁塊式制動器（TJ2）有標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品動作快，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，易維修，交流供電方便，價格低。電磁鐵工作可靠性低，有剩磁現(xiàn)象，壽命短，沖擊和噪音大，線圈易燒壞。可用于負載較輕、不頻繁操作的場合，如起重機的運行機構(gòu)和小型起重設(shè)備。松閘能量較小，只用于制動輪直徑300mm以下。起升機構(gòu)不宜選用。頻繁制動、忌振動、噪音之處不應(yīng)選用。潮濕和灰塵大的地方，不宜選用。逐漸被直流短行程塊式制動器、電力液壓塊式制動器或盤式制動器代替。無防暴型?！?-2鼓（塊）式制動器二.塊式制動器的分類制動器型式特點使用范圍及選用注意事項直流長行程電磁塊式制動器（ZCZ）無標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品制動平穩(wěn)、可靠性高，沖擊小，壽命長。動作慢，耗電量大，重量和尺寸大，需供直流電。用于要求制動平穩(wěn)，操作不頻繁，容量大的場合，每小時接電次數(shù)可達600次。無直流電源、電力緊張之處不宜選用。少用。直流短行程電磁塊式制動器（TZ2和ZWZ）有標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品動作快，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，制動穩(wěn)定可靠，耐用性較好。有沖擊，但不大，需供直流電。TZ2規(guī)格有TZ2100～300ZWZ規(guī)格有ZWZ

100～800用于頻繁制動，連續(xù)點動和工作環(huán)境較惡劣的場合。用于直流供電方便且容量大的場合，如冶金工廠起重機的起升機構(gòu)、軋鋼機械等。可靠性要求高、制動頻繁的機械設(shè)備可選用。無直流電源、電力緊張之處不用。目前多用?！?-2鼓（塊）式制動器二.塊式制動器的分類制動器型式特點使用范圍及選用注意事項電磁液壓塊式制動器（YDWZ）有標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品動作平穩(wěn)、迅速，噪音小，壽命較長，能自動補償制動襯片磨損后的間隙，不需經(jīng)常調(diào)整和維修。常配用硅整流器及控制器所需電器元件，保護環(huán)節(jié)較多，維修工人技術(shù)水平要求較高，成本較高。用于工作要求較高和頻繁制動的場合，每小時接電次數(shù)可達900次。用于各種其中運輸機械、冶金機械、石油機械和礦山機械。如密封件質(zhì)量不高，容易漏油，使用不便。寒冷地區(qū)需更換耐低溫的介質(zhì)油。已逐漸被電力液壓塊式制動器或盤式制動器代替。電力液壓塊式制動器（YWZ或YW）有標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品動作平穩(wěn)，噪音小，壽命長，尺寸小，重量輕，不易滲漏。省電，交流供電方便。動作稍慢。制動器用的推動器有單推桿和雙推桿之分。用于起重機各種機構(gòu)、運輸機械、冶金機械、礦山機械、石油機械、建筑機械等，是用途最廣的塊式制動器。由于質(zhì)量和結(jié)構(gòu)不斷改進提高，可用于每小時操作720～1200次。過去用于起升機構(gòu)有溜鉤現(xiàn)象，目前已改善，不溜鉤。在寒冷或熱帶地區(qū)應(yīng)更換推動器內(nèi)油液。在某些機械設(shè)備上有被盤式制動器代替的趨勢。§7-2鼓（塊）式制動器三.塊式制動器構(gòu)造1.制動輪a.材料：通常由鑄鋼制造。b.加工工藝：熱處理避免不平衡質(zhì)量引起振動減少制動材料磨損跑合期表面粗糙度Ra=12.5～6.3μmc.安裝位置：制動輪常作為聯(lián)軸器的一個半體，從減輕聯(lián)軸器受力的觀點出發(fā)，制動輪半體應(yīng)安裝在減速器一側(cè)，以使聯(lián)軸器和浮動軸在電機斷電后能完全卸載，增加系統(tǒng)可靠度。d.輪寬比制動瓦塊寬度大5～10mm，輪徑據(jù)制動力矩和制動襯料的容許比壓力等決定。增強輪摩擦表面的耐磨性表面淬火HRC35～45，制動輪應(yīng)全部加工，§7-2鼓（塊）式制動器三.塊式制動器構(gòu)造2.制動瓦塊①.制動瓦塊分類固定式——安裝精度要求高，否則接觸不好，一般不用。絞接式——安裝精度可降低，但接觸性能良好，一般多用。②.材料：瓦塊的材料通常為鑄造，也可用鋼板，鑄鋼，鍛鋼以及球墨鑄鐵。③.加工工藝：整體鑄造整體加工分割成形?！?-2鼓（塊）式制動器三.塊式制動器構(gòu)造3.制動襯料①.作用:a.增加摩擦系數(shù)。b.減小制動輪的磨損。②.對襯料的基本要求：a.良好的熱物理特征（如熱容等）。b.有較高并且穩(wěn)定的摩擦系數(shù)。c.容許高的工作溫度——襯料在極限工作溫度時，μ下降很快，且磨損加劇。d.耐磨但不傷制動輪。e.容許比壓力大（防止壓壞）。f.有適當(dāng)?shù)膭傂院蛽闲?，以使松閘行程變小，但又不喪失緩沖作用，還要便于彎曲以適合瓦塊。g.良好的導(dǎo)熱性。§7-2鼓（塊）式制動器三.塊式制動器構(gòu)造3.制動襯料③.主要種類a.棉織制品：μ較大，μ=0.45～0.55，tmax=100°C，【P】=0.05～0.3N／mm2，少用。b.石棉織制品：μ=0.35～0.4，tmax=175～200°C，【P】=0.05～0.6N／mm2，常用。c.石棉壓制品：硫化，比石棉織制品更好，μ=0.42～0.53，tmax=220°C，【P】=0.05～0.6N／mm2，成本較低，價廉物美，值得推廣。d.石棉樹脂材料：μ=0.35～0.5，tmax=250°C，【P】=0.15～0.8N／mm2?！?-2鼓（塊）式制動器e.粉末冶金摩擦材料：μ=0.35～0.5，tmax=250°C，【P】=0.15～0.8N／mm2。三.塊式制動器構(gòu)造3.制動襯料③.主要種類f.無石棉摩擦材料：碳纖維、半金屬、陶瓷等。④.制動襯墊與瓦塊的連接方法a.鉚接：襯料利用率僅為50%，更換不方便。b.膠合：利用率高，工藝復(fù)雜。c.夾持：更換方便。§7-2鼓（塊）式制動器4.制動臂①.材料與形狀：鑄鋼或鋼板，但不允許用鑄鐵。鑄鋼斷面形狀—工字面—合理，費料，自重大，不采用。鋼板斷面形狀—矩形—制作簡單，現(xiàn)多采用。②.直臂與彎臂的受力分析制動臂有直臂和彎臂，主要由鉸點位置決定，采用直臂可以保證制動輪軸不受彎曲力，采用彎臂可以增大瓦塊包角，但兩瓦塊合力不相等，使制動輪軸承受彎曲力，且?guī)砩嵝阅茏儔牡娜毕?。?塊式制動器構(gòu)造§7-2鼓（塊）式制動器5.松閘器三.塊式制動器構(gòu)造制動器性能的好壞優(yōu)劣很大程度上取決于松閘器的性能的優(yōu)劣。①.制動電磁塊交流短行程電磁塊——JWZ交流長行程電磁塊——JCZ直流短行程電磁塊——ZWZ直流長行程電磁塊——ZCZ②.液壓電磁鐵——YDWZ③.電力液壓（推桿）——YWZ§7-2鼓（塊）式制動器6.松閘間隙的調(diào)整與自動補償三.塊式制動器構(gòu)造松閘間隙是指制動器在松閘狀態(tài)下制動瓦塊與制動輪間的間隙，它隨著制動襯料的磨損而逐漸增大，為了保證正常工作，松閘間隙不能太大或太??；過大將使制動沖擊增大；過小則會使制動襯料與制動輪產(chǎn)生摩擦，使制動力矩下降。初裝制動器的調(diào)整，制動器在初次安裝完后使用前應(yīng)進行如下檢查和調(diào)整：①制動力矩的調(diào)整；②瓦塊退距（推動器補償行程hb）的調(diào)整；③退距均等調(diào)整等。警告：在對制動器進行任何調(diào)整前，應(yīng)確保被制動機構(gòu)不會意外轉(zhuǎn)動導(dǎo)致事故發(fā)生！§7-2鼓（塊）式制動器6.松閘間隙的調(diào)整與自動補償三.塊式制動器構(gòu)造≥5mm≥8mm底板調(diào)整螺母連接螺桿鎖緊螺母聯(lián)鎖銷均等杠桿力矩最小處§7-2鼓（塊）式制動器6.松閘間隙的調(diào)整與自動補償三.塊式制動器構(gòu)造自動補償?shù)姆绞剑孩?利用松閘器的補償特征：液壓電磁鐵。②.滾子自鎖式自動補償裝置。③.棘輪棘爪式自動補償裝置—有級補償。④.單向軸承自動補償裝置—無級補償。§7-2鼓（塊）式制動器7.其它三.塊式制動器構(gòu)造開關(guān)搖臂開關(guān)碰板A①手動釋放裝置②制動襯墊磨損極限報警裝置§7-2鼓（塊）式制動器四.塊式制動器的設(shè)計計算1.設(shè)計內(nèi)容在設(shè)計起重機時，一般都是根據(jù)所需要的制動力矩選擇標(biāo)準(zhǔn)的制動器，但在設(shè)計制動器標(biāo)準(zhǔn)系列或誒標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計時，就需要進行制動器的計算。①.原始數(shù)據(jù)：制動力矩M，制動摩擦材料的類型及性能參數(shù)。②.計算內(nèi)容：a.制動輪的直徑與寬度。b.松閘器的選定。c.上閘彈簧力。d.各機構(gòu)的強度驗算。f.發(fā)熱驗算?！?-2鼓（塊）式制動器2.制動輪的主要尺寸：四.塊式制動器的設(shè)計計算α——瓦塊包角通常α=70°【P】——許用比壓力，通常【P】=0.2N／mm2ψ=0.4～0.5D（直徑）B（瓦塊寬度）Bl（輪寬）§7-2鼓（塊）式制動器3.松閘器的選擇①.松閘能量：②.松閘杠桿系統(tǒng)的傳動比——具有適當(dāng)?shù)膫鲃颖?，但不同的松閘器確定的原則也不同。a.液壓電磁鐵：松閘行程hs恒定，b.電磁鐵：無緩沖性，F(xiàn)Ps超過太大時，應(yīng)按松閘力來確定ic.電力液壓推動器：一般根據(jù)FPs確定i，并使FPs和hs都具有一定的儲備。③.松閘傳動比確定以后，即可確定杠桿系統(tǒng)的尺寸，兩者關(guān)系：四.塊式制動器的設(shè)計計算P135式7-14§7-2鼓（塊）式制動器4.上閘彈簧力四.塊式制動器的設(shè)計計算上閘時，取一個制動臂為研究對象，對下鉸點A取矩上閘彈簧力松閘時彈簧最大力：§7-2鼓（塊）式制動器四.塊式制動器的設(shè)計計算5.各構(gòu)件的強度、剛度計算①.剛度：制動臂剛度由其上端變形量來控制，通常要求此變形量小于松閘器松閘行程的10%。②.強度：制動臂危險截面的彎曲應(yīng)力?！?-2鼓（塊）式制動器五.發(fā)熱驗算制動器在工作時，把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并吸?5%以上的熱量，從而導(dǎo)致制動輪及襯墊溫度的升高，將會影響制動覆面的摩擦系數(shù)及制動襯墊磨損量的增加，及對防爆的影響，從而使制動器不能安全正常地工作。所以制動器的發(fā)熱驗算是設(shè)計和選用制動器很重要的一個環(huán)節(jié)。從而使制動器不能安全正常地工作。對于輕級和中級的工作機構(gòu)的制動器，由于其發(fā)熱不太嚴重，可以不驗算其發(fā)熱；而對于工作級別M6以上機構(gòu)的制動器必須驗算其發(fā)熱。1.概述制動器的溫升計算是一個十分復(fù)雜的問題，盡管目前已進行了許多研究，仍不能精確計算出溫升。如果將制動器看做閉合的系統(tǒng)，則制動器制動過程中蓄積的能量與耗散的熱量之和等于制動過程中系統(tǒng)的機械能。a.系統(tǒng)機械能(勢能+動能)=制動器蓄積熱量+制動器散發(fā)熱量計算方法：2.計算原理探討五.發(fā)熱驗算§7-2鼓（塊）式制動器c.在容許溫度下，制動器散熱量(／H)≥制動器摩擦功(／H)b.當(dāng)制動時摩擦產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，達到穩(wěn)定的最高溫度τmax，使τmax﹤[τ]制動器每小時的散熱量Qs≥制動器每小時的摩擦功?！?-2鼓（塊）式制動器①.每小時摩擦功Q2h的計算a.起升機構(gòu)：起升、下降過程中，重物做功相反制動器分擔(dān)：a).起升時：五.發(fā)熱驗算3.驗算方法b).下降時：制動器分擔(dān)：應(yīng)取兩者平均值：§7-2鼓（塊）式制動器①.每小時摩擦功Q2h的計算b.運行機構(gòu)：制動功實際上是由制動器與運行阻力共同完成②.每小時散熱量QS的計算散熱量包括熱傳導(dǎo)（很少，忽略）輻射散熱對流自然對流——制動輪停止期間強迫對流——制動器旋轉(zhuǎn)期間五.發(fā)熱驗算3.驗算方法每小時散熱量QS的計算§7-2鼓（塊）式制動器③以上所闡述的發(fā)熱驗算方法僅僅是簡單的從比較制動器產(chǎn)生的熱量和散去的熱量來考慮制動器工作時的溫度限制。但是對于溫度來說，它是物體散熱能力和儲熱能力的綜合指標(biāo)，因此在某種情況下（相同工況下），會出現(xiàn)熱量較大的制動器的溫度高于散熱量較小的制動器這一現(xiàn)象。因此僅從散熱量來評定制動器的熱性能是不夠合理的。另外，這種方法也不能指出制動器的具體溫度。目前有些學(xué)者提出在平均分布熱流作用下求解制動器的工作溫度，以Tmax≤[τmax]為條件驗算制動器的發(fā)熱情況，這種方法不但考慮了制動器的散熱能力，而且也考慮了制動器的蓄熱能力，不失為一種較好的計算方法。五.發(fā)熱驗算3.驗算方法§7-3帶式制動器一.帶式制動器的種類及特點1.工作原理——帶式制動器的制動摩擦力是依靠張緊的鋼帶作用在制動輪上的壓力產(chǎn)生。2.特點：優(yōu)——構(gòu)造簡單，尺寸緊湊，包角大，制動力矩大。缺——對制動輪軸有彎曲力，比壓分布不均使襯料磨損不均，散熱性不好，不適用頻繁制動。3.使用場合——常用于尺寸要求緊湊的地方，如：汽車吊等，也用于低速軸上的安全制動器，如：高爐升降機。4.種類——帶式制動器有簡單式，差動式，綜合式及雙帶式等類型?！?-3帶式制動器二.制動力矩的計算（以簡單式為例）原點為鉸點：根據(jù)歐拉公式正轉(zhuǎn)時：代入上式得：反轉(zhuǎn)時（Fsmax,Fsmin正好相反）§7-3帶式制動器三.簡單帶式制動器的計算1.制動帶的比壓力制動帶的比壓力分布是不均勻的，在最大張力處的比壓力也達到最大值。2.制動力矩3.主要尺寸ψ=0.2～0.3，D取最小值由式7-20推導(dǎo)§7-3帶式制動器三.簡單帶式制動器的計算4.制動帶的厚度制動帶的厚度可根據(jù)制動輪直徑或帶寬選定然后驗算強度制動帶拉應(yīng)力為[σ]=60N／mm[σ]=100N／mm5.上閘力參照表7-4§7-3帶式制動器三.簡單帶式制動器的計算6.松閘間隙與松閘行程最小松閘間隙一般可取為：ξmin=0.03D磨損后最大松閘間隙一般可取為：ξmin=0.045D松閘力著力點的最大行程為：為了保證各處松閘間隙均勻，在圓周上分布若干限制推程的調(diào)整頂螺釘。§7-4其它制動技術(shù)一.電氣制動技術(shù)1.電動機反饋制動（重物下放）Ⅰ象限：A點為電動狀態(tài)，適用于空載或小負載工況。Ⅱ象限：B點為反饋制動狀態(tài)(電機轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速)，適用于滿載或重載工況，此時電動機處在發(fā)電機工況，電磁轉(zhuǎn)矩起抵消系統(tǒng)下滑力作用?！?-4其它制動技術(shù)Ⅰ象限停車：電動機斷電，自然停車或制動(器)停車。

Ⅱ象限停車：

解決辦法：必須有機械式支持制動器并與系統(tǒng)聯(lián)動，實現(xiàn)軟制動停車控制，還要考慮節(jié)能問題和防止意外斷電。b.下運過程中出現(xiàn)系統(tǒng)負載隨機變化增大至D點，無其它制動力矩起平衡作用，從而引起飛車。解決辦法：同上，還應(yīng)進行均勻加載設(shè)計，考慮超載和超速保護等。一.電氣制動技術(shù)1.電動機反饋制動（重物下放）a.電動機(意外)斷電，無制動器時，電磁轉(zhuǎn)矩為零，系統(tǒng)下滑力起加速作用，引起飛車、飛帶、跑料等現(xiàn)象?！?-4其它制動技術(shù)優(yōu)點：制動力矩大小可調(diào)。缺點：需要專設(shè)制動用直流電源及其控制裝置，同時為滿足隔爆要求，給電氣設(shè)備帶來很多麻煩。定義：動力制動是在電動機定子繞組與電源斷開之后，立即在其兩相定子繞組中接直流電，此時流過定子繞組的直流電流產(chǎn)生一靜止磁場，正在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子切割該磁場的磁力線而產(chǎn)生電磁感應(yīng)，從而產(chǎn)生制動力矩，但它隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速降低而減小，只能減速不能停車，所以應(yīng)另配機械閘，當(dāng)輸送帶速度降至正常值的30%～10%時進行機械制動。一.電氣制動技術(shù)2.動力制動（能耗制動）技術(shù)§7-4其它制動技術(shù)3.渦流制動技術(shù)原理：同能耗制動，渦流制動是利用渦流效應(yīng)產(chǎn)生制動力矩，結(jié)構(gòu)與電機類似，轉(zhuǎn)子由整體的鐵磁材料制作，定子繞組中接通直流電時，產(chǎn)生直流磁場，被下運機帶動的轉(zhuǎn)子在磁場中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生渦流形成制動力矩，將下運機的運動能量轉(zhuǎn)變成熱能，制動力矩由電樞繞組中的電流及電樞的轉(zhuǎn)速所決定，所以制動力矩可調(diào)。調(diào)節(jié)原理是利用可控硅斬波器獲得的，同動力制動一樣，只能減速不能停車，必須與機械式制動器配合使用。優(yōu)點：除電源外不需其他能源；制動力矩可以調(diào)節(jié)；突然停電時，由備用的小型浮充電源供電。一.電氣制動技術(shù)§7-4其它制動技術(shù)缺點：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降低到額定轉(zhuǎn)速的10%～15%以下時制動力矩急劇下降，必須另設(shè)其他機械制動裝置；制動力矩較小，不能頻繁啟動。應(yīng)用：適用于運量不大，坡度較小的小型下運機，國內(nèi)煤礦很少應(yīng)用。4.可控硅變頻制動原理：可控硅變頻制動是用可控硅變頻裝置改變電機定子的電源頻率，用以改變電機的轉(zhuǎn)速，用交-交變頻裝置來實現(xiàn)制動目的。這種變頻裝置的可控硅由3組三相半波“循環(huán)變流器”組成，其中每一相有3個接成共陰極的可控硅和3個接成共陽極的可控硅，當(dāng)共陰極可控硅處于整流狀態(tài)時，共陽極可控硅處于待逆變狀態(tài)。(見下頁)3.渦流制動技術(shù)一.電氣制動技術(shù)§7-4其它制動技術(shù)4.可控硅變頻制動原理：(接上頁)當(dāng)共陽極可控硅處于整流工作狀態(tài)時，共陰極可控硅處于待逆變狀態(tài)，因而在電機的繞組上得到一個交變電流，如果輸送機上物料運量較大，致使電機的反電勢大于整流電壓，則電機的電流方向改變，該反方向的電流只能從待逆變的那組可控硅中流向電源，這時的工作狀態(tài)是逆變工作狀態(tài)，電機處于發(fā)電機工況運行，將能量向電網(wǎng)反饋，達到制動目的。優(yōu)點：制動時可將電能反饋電網(wǎng)從而節(jié)省能源,使驅(qū)動電機的發(fā)熱情況有所改善。缺點：所用的可控硅電壓較高，容量較大，所需數(shù)量較多，控制復(fù)雜，費用很高，所以國內(nèi)在下運機上還沒有應(yīng)用。應(yīng)用：這種裝置英國已將其應(yīng)用在煤礦下運機上，并做成隔爆型。一.電氣制動技術(shù)§7-4其它制動技術(shù)5.電-氣制動原理：這是一種利用電信號控制機械制動器內(nèi)壓縮空氣回路中氣體壓力的制動裝置。輸送機的驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速通過傳感器、調(diào)節(jié)器、電-氣變換器中的線圈等系列變換裝置，并通過杠桿裝置控制，產(chǎn)生與負載相適應(yīng)的制動力矩。優(yōu)點：制動力矩可在2.5%～100%范圍內(nèi)無級連續(xù)調(diào)節(jié)；制動力作用在滾筒上，力矩大；電氣控制容量小，停電時易用浮充電源供電完成制動。缺點：除電源外尚需應(yīng)用壓縮空氣；制動閘瓦易磨損，需定期檢修。應(yīng)用：日本烏形山石灰石礦的下運帶式輸送機采用電氣→氣動→機械制動的方法，該技術(shù)能夠根據(jù)負載情況，在一定范圍內(nèi)自動調(diào)節(jié)制動力矩，使起制動平穩(wěn)。一.電氣制動技術(shù)§7-4其它制動技術(shù)6.繞線型電動機制動原理：俄羅斯采用繞線交流電機制動，功率平衡靠轉(zhuǎn)子回路中串聯(lián)電阻調(diào)節(jié)。停車時，先進行動力制動，吸收掉大部分能量使帶速降至0.2～0.5m/s，再機械抱閘。7.其它——反接制動原理：反接制動時，電流反向并產(chǎn)生反力矩，這個反力矩能使電動機反向轉(zhuǎn)動，反接制動的能量變?yōu)闊崮茚尫懦鰜?。?dāng)電動機達到零速時應(yīng)切斷電源，否則電動機將朝反方向加速。一.電氣制動技術(shù)§7-4其它制動技術(shù)8.總結(jié)a.電動機反饋制動(重物下放)技術(shù)是下運輸送采用最普遍的一種下運制動方法，但還要采用其它制動方法才能滿足系統(tǒng)減速、停車、支持制動的要求。b.下滑能量的發(fā)電利用技術(shù)還不成熟。c.采用其它電力制動時驅(qū)動電機為發(fā)電工況，此工況對電網(wǎng)不利。d.不能根除飛車、飛帶等事故的發(fā)生。e.一般都需要機械制動器實現(xiàn)支持制動。f.制動系統(tǒng)多為組合形式，系統(tǒng)龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護量大，對工人的技術(shù)素質(zhì)要求較高。一.電氣制動技術(shù)§7-4其它制動技術(shù)二.液力(壓)制動技術(shù)1.液力制動系統(tǒng)組成：主體是液力制動器，由離合器和壓力偶合器組成。原理：液力偶合器可以傳遞力矩，反之也可以產(chǎn)生巨大的阻力矩；因此，液力制動器實質(zhì)上是一種渦輪為定子(透平輪)與機殼做成一體固定在基礎(chǔ)上的液力偶合器，其泵輪為轉(zhuǎn)子與減速器高速軸相連，隨輸送機轉(zhuǎn)動而空轉(zhuǎn)；當(dāng)制動時油泵向液力制動器腔內(nèi)供油，主機通過泵輪帶動工作油高速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的機械能，工作液在轉(zhuǎn)子內(nèi)被加速，在定子內(nèi)被減速，給轉(zhuǎn)子以反力矩形成對下運機的制動力矩，同時工作液溫度升高。§7-4其它制動技術(shù)a.工作性能：液力制動器制動力矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，轉(zhuǎn)速下降時制動力矩會急劇降低，當(dāng)降至工作轉(zhuǎn)速的1/3時，制動基本失效，因此需配用機械制動器制動停車，但會造成系統(tǒng)沖擊和閘瓦磨損。應(yīng)用中一般采用多級制動，先由液力制動器將轉(zhuǎn)速從1500r/min降到500r/min左右，再用機械制動器剎停，系統(tǒng)制動力矩倍數(shù)控制在1.5～2.0；從空載到額定負載均應(yīng)將制動減速度控制在0.1～0.3m/s2范圍內(nèi)，實現(xiàn)平穩(wěn)制動，從而根本解決防爆和飛車問題。b.防爆性能：制動時，傳動介質(zhì)吸收的能量要轉(zhuǎn)換成熱量，因此需要增設(shè)冷卻系統(tǒng)；由于液力制動器產(chǎn)生的大部分熱能被循環(huán)油帶走，整個制動系統(tǒng)溫升較低。實踐證明，在1h內(nèi)連續(xù)制動13次，油溫升高僅為21℃。二.液力(壓)制動技術(shù)1.液力制動系統(tǒng)§7-4其它制動技術(shù)c.起效時間影響：把液力制動器從開始充油到發(fā)出最大制動力矩這段時間稱為起效時間。制動時，偶合器內(nèi)充加傳動介質(zhì)要有一個過程，因此制動起效時間較長；為確保防止重載飛車事故，在開始停車的時候，主電機應(yīng)延時斷電，保證在液力制動器尚沒有建立制動力矩的這段起效時間內(nèi)，電動機的制動力矩不致消失。d.可靠性能高：當(dāng)采區(qū)突然停電導(dǎo)致系統(tǒng)失電后，系統(tǒng)應(yīng)依靠儲氣罐中的壓縮空氣將熱交換器中的存油壓入液力制動器進行制動，并應(yīng)采用機械制動器延時制動和抱閘停車，從而使系統(tǒng)具有應(yīng)急制動功能，使用比較安全。二.液力(壓)制動技術(shù)1.液力制動系統(tǒng)§7-4其它制動技術(shù)2.液壓調(diào)壓制動系統(tǒng)a.工作性能：液壓調(diào)壓制動力矩和工作壓力P與泵每轉(zhuǎn)排量q。的積成正比，與轉(zhuǎn)速無關(guān)，因此該制動方式有著良好的低速性能，無機械制動器也能將轉(zhuǎn)速制動到零，但最后仍需用機械制動器支持制動；另外，當(dāng)電機軸上的負載力矩為最大制動力矩的15%～100%時，能保證啟動加速度和制動減速度基本不受下運載荷大小影響，在不外接下運工況檢測傳感器件的情況下，即可保證啟動加速度、超載保護限速度、制動減速度無級調(diào)整選定，制動比較平穩(wěn)。應(yīng)用工況：輔助啟動、正常運行、超載保護、正常制動、停電應(yīng)急制動等。二.液力(壓)制動技術(shù)§7-4其它制動技術(shù)b.防爆性能：由液壓能轉(zhuǎn)換的熱能也需要冷卻系統(tǒng)冷卻；由于全裝置無干摩擦面，并且工作油液帶走了大部分熱能，不會產(chǎn)生高溫和火星，實踐證明，正常運行時油溫不超過80℃，任一機件表面溫度不超過100℃，防爆性較好。c.可靠性能：系統(tǒng)突然停電時，制動系統(tǒng)能自動響應(yīng)，實施失電保護制動，配以小型應(yīng)急電源，依靠蓄電池來控制比例閥實現(xiàn)平穩(wěn)制動，即能保證與正常停車制動一樣的減速度控制性能。d.控制閥較多，液壓系統(tǒng)復(fù)雜，操作維護困難。2.液壓調(diào)壓制動系統(tǒng)二.液力(壓)制動技術(shù)§7-4其它制動技術(shù)a.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各種閥組太多，維護難度大；b.需要一套水冷卻系統(tǒng)，且不適合用井下硬質(zhì)水；c.無定車功能，仍需用機械閘；d.由于制動力矩為恒定值，當(dāng)下運機負荷為隨機變量時，致使減速度為變量。為滿足工況對減速度的要求，應(yīng)增加檢測控制裝置，構(gòu)成減速度閉環(huán)反饋，這將導(dǎo)致整個制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本增加，工作可靠性下降。e.整機造價較高。應(yīng)用和評價：2.液壓調(diào)壓制動系統(tǒng)二.液力(壓)制動技術(shù)§7-4其它制動技術(shù)3.液壓調(diào)速制動系統(tǒng)油泵隨下運機轉(zhuǎn)動，輸出的油液全部通過調(diào)速閥，泵與閥串聯(lián),調(diào)速閥限制泵的轉(zhuǎn)速，當(dāng)下運機工作時，將調(diào)速閥開度調(diào)大，使油泵的允許轉(zhuǎn)速略大于下運機的工作轉(zhuǎn)速，油泵為空載運行。制動時按減速度的要求，逐步調(diào)小調(diào)速閥開度，使液壓系統(tǒng)建立起壓力，油泵輸出制動力矩，使下運機減速。當(dāng)改變液壓油泵的流量Q時，就可以改變輸送機的轉(zhuǎn)速n，從而實現(xiàn)制動器的可控制動。二.液力(壓)制動技術(shù)§7-4其它制動技術(shù)4.總結(jié)a.液力制動器，有軟制動特點，較流行；b.液壓制動器，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、所用軸向柱塞泵壽命較低等原因，使用受到限制；c.一般都需要機械制動