多级制动的应用.doc

多级制动在起重机起升机构上的应用与实践贵重物品的吊装、搬运在其安全性和可靠性上有着较高的要求，设计理念也是从可能发生的预期故障入手，分析可能出现预期故障的现象并对其归类，然后针对这些情况，来构思或设计多级制动在起重机上应用的方案，下面简述如下，仅供参考。一、32吨变频防爆桥式起重机1、可能出现的预期故障32吨变频防爆桥式起重机在技术要求中，就提出在起升机构设置二级制动器。在早期的起重机标准中没有此项要求，各机构根据需要设置了相应制动力矩的制动器，以满足机构运动状态下的制动需求。可能出现的预期故障是：因制动器本身故障或电气故障原因，会造成机构制动失效（特指起升机构），这对于吊载有重要或精密物品的载荷来讲是非常危险的。结合企业的工作中的实际例子，提出在原起升机构一级制动的基础上再增加一级制动是很有必要的。2、二级制动的设置方案与应用二级制动的方案是在有一级制动的基础上，在增加一级机构制动装置，以满足在实际工况下第一级制动失效的情况下，第二级制动器仍能确保载荷在安全状态。设置方案一般是在电机的尾部在增加一级制动器，两个制动器均能单独对其机构进行有效的机构制动，防止一个制动器失效而造成吊载出现严重后果。设置的位置一是在减速器的高速轴上设置一个外置制动器，二是在电机尾部的桶腔内设置第二内制动器（通常为半波直流控制），两个制动器在电气控制上接受一个交流制动接触器的并联控制，以满足提高安全制动的性能和效果。起、制动的过程是：按下升降按钮后，一路是控制电源通过中间继电器，来导通起升电机的主交流接触器使起升电机得电，电机得电后通过磁场开始输出转矩。此时的制动接触器在等待时间继电器的延时导通（通常情况下为1秒）。使用变频器控制电机的控制机构，一般要依靠PLC所设置的程序进行延时后再导通制动接触器，目的是让起升电机在延时期间获得足够的转矩，防止吊载的物品出现下滑。通过试验一般是让电机获得额定电流的60%时，延时完毕、时间继电器将制动接触器导通，完成打开制动器的动作，起升电机此时则开始运转，完成上升或下降的动作。3、制动器上手动释放装置的使用起升机构在运行时会出现一种故障情况，就是机构的控制部分会突然停止运行，所吊载的物品被悬停在半空，如不及时将载荷卸下，随时可能会产生危险状况。这种情况一般会有两种因素导致：一是机械故障所导致的电机过电流，一般是机构的旋转部位意外被卡，如异物、轴承内部卡滞、制动器未完全打开等；二是电气故障突发。这些情况都会导致升降系统动作失效、或保护电路动作而强制机构停机。对重要物品而言，这种情况下首先要考虑如何先将载荷平安落地，其次才是查明原因、排除故障。在设计方案中，对外置制动器的设计配有手动释放机构，它的作用就是通过相应的操作来将外置制动器慢慢打开，通过载荷自身的重力，使其缓缓落地。在工作现场，一旦确认起升机构出现停机故障，则可按以下操作方法完成手动释放载荷：1、 关闭起升机构总电源，打开电机内置制动的接线盒，拆除内制动器上的交流380V电源线。拖接一根交流380V的临时电源线，配一个60A的负荷开关（设置在电机旁边合适的位置）。2、 整个操作需要3人配合完成，3人的分工是：1人指挥、1人操作手动释放机构的提把手柄、1人负责看护负荷开关。由于手动释放过程中卷筒的圆周线速度不能超过80100mm/S,因为线速度过大，会造成制动轮与刹车带之间的温度过高，而温度过高会造成摩擦副之间摩擦系数大幅降低，而摩擦系数降低会引发失速的危险。因此必须将摩擦付之间的温度控制在合理的范围内，才能是手动释放的操作顺利完成。他们的分工是：指挥人员负责指挥提起手动释放人员的动作和指挥看护负荷开关人员对开关闭合的操作，手动操作人员在指挥人员的指挥下只负责提把的抬起和落下，开关监护人员在指挥人员的指挥下只负责符合开关的闭合。3、操作程序如下：a) 指挥开关监护人闭合开关，此时电机内制动器打开。b）指挥提把人员提起手动提把，提起与落下的频率以3秒钟一个循环，往复进行。c）指挥人员监控制动副的温升情况，发现温升过高（120C）时，应指挥开关看护人 立即切断电源，待温度降低后，在进行上述动作，直至将载荷放下。二、16吨、50吨变频防爆起重机1、可能出现的预期故障起升机构在工作时，由于长期承受加载的重力，因此与之相关的多种部件和零件都承受着相应的交变应力。在这些交变应力中存在有拉应力、压应力、轴向力、径向力、剪力、弯矩等综合受力因素，这些力加载在零部件上后，理论上为机构的预期故障的逐渐产生提供了外部条件；产生的内部条件是，零部件在加工过程中所出现的加工缺陷，如表面裂纹、热处理不合格等，都会使零部件材料的抗疲劳时间和寿命缩短。在起升机构中多个部位会受到响应的影响，因此两级制动在2005年时，已不满足要求，其真正含义不是说因为二级制动器还是不能安全可靠的在起升机构中应用，而是制动点的对象发生了变化。16吨的战标要求起升机构在末级要增加一级安全制动器，其概念是：当起升减速机的高速轴上的齿轮发生严重的断齿、电机与减速机之间的联轴器发生连接螺栓被全部剪断，或是起升电机的主轴发生断轴的恶性故障时，安全制动器能迅速做出动作反应，起到对卷筒的制动，使被吊载的重物不发生自由落体式的下滑，避免恶性故障的发生而提出的多级制动的新概念。因为当起升机构的这些部件突发断裂式故障时，原来设置的二级制动单元对这种情况的发生，已完全丧失了对机构的制动功能。二级制动的制动点都是设置在机构的高速轴端，制动时还利用了齿轮间相互啮合时所产生的巨大阻尼，来对动态机构进行完全制动，当这些单元失效不能被利用时，二级制动也自然失去了作用。2、三级制动（多级制动）的设置方案与应用三级制动是指在起升机构中设置第三级制动器，以达到在多情况下都能对动态中的起升机构进行刹车制动，保证了被吊载物品在起吊过程中的可靠性和安全性。第三级制动单元，设置的方案一般都是在卷筒的尾端直接带出制动轮，再连接安全制动器和传感器单元；还有一种方法是采用直连盘式制动器的方式，这种方法还需要在卷筒端部安装盘式的制动轮。第三级制动器的制动过程是：在卷筒尾部加装与之旋转同步的位置编码器，来作为启动制动的信号传感器，在PLC的程序中设置相应的比例控制程序，使编码器适时监控卷筒旋转时的工作状态，一旦出现卷筒旋转工作圈数与启动三级制动的计算比例超出设置的比例关系时，PLC则迅速向三级制动继电器的常闭接触点输出一个制动的闭合信号，继电器则会立即会切断则制动接触器的工作电源（响应速度为毫秒级），制动器失电后便立即制动卷筒，从而达到安全制动的目的，从根本上提高了对载荷吊载时的安全性和可靠性。在实际的试验过程中，人的视觉感官只是感觉吊钩轻轻抖动了一下，制动效果非常良好。3、三级制动后的后续处理由于三级制动的前提条件是前二级的