防爆起重機制動器的故障分析和改造方案

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)吊車連續運行時間長而得不到充分散熱，將導致制動器溫升過高，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生的過電流擊穿了整流模塊的二極管；另一方面是自身質量不過關，主要原因是印刷板質量差，元器件篩選不過關等因素也可能導致整流模塊的燒毀；

    (3)由于制動器調整的間隙小，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熱，并伴隨異常噪聲。長時間運行將導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熱。雙電壓整流模塊仍采用單相橋式整流電路，并采用可關斷的電子開關電路來實現降壓功能。當制動器打開后，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  2、半波整流  3、電子開關  4、時間控制  5、全波整流

    (2)增大盤式直流制動器線圈的內阻。為更進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，經測試，現制動器線圈通電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，達到了穩定溫升。

    (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，使油液產生向上的推力，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，無整流環節，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。