由于起重机周期及间歇性的工作特点,使各个工作机构经常处于频繁启动和制动状态,制动器成为动力驱动的起重机各机构中不可缺少的组成部分,它既是机构工作的控制装置,又是保证起重机作业的安全装置。制动器是否完好可靠,是安全检查的重点。 一、制动器的种类和用途 制动器的工作实质是通过摩擦副的摩擦产生制动作用。根据工作需要,或将运动动能转化为摩擦热能消耗,使机构停止运动;或通过静摩擦力平衡外力,使机构保持原来的静止状态。 其结构特点是:制动器摩擦副中的一组与固定机架相连;另一组与机构转动轴相连。当摩擦副接触压紧时,产生制动作用;当摩擦副分离时,制动作用解除,机构可以运动。 1.制动器的作用 (1)支持作用:使原来静止物体保持静止状态。例如,在起升机构中,保持吊重静止在空中;在臂架起重机的变幅机构中,将臂架维持在一定的位置保持不动;对室外起重机起防风抗滑的作用。 (2)停止作用:消耗运动部分的动能,通过摩擦副转化为摩擦热能,使机构迅速在一定时间或一定行程内停止运动。例如,各个机构在运动状态下的制动。 (3)落重作用:制动力与重力平衡,使运动体以稳定的速度下降。例如,汽车起重机的下坡匀速行驶。 2.制动器的种类 (1)根据构造不同制动器可分为以下三类: ①带式制动器。制动钢带在径向环抱制动轮而产生制动力矩(见图6-13)。 ②块式制动器。两个对称布置的制动瓦块,在径向抱紧制动轮而产生制动力矩(见图6-14)。 图6-13带式制动器 图6一14块式制动器1一制动轮;Z一制动带;3一限位螺钉 1—液压电磁铁;2一杠杆;3一挡板;4一螺杆;5一弹簧架;6一制动臂;7一拉杆;8一瓦块;9一制动轮 ③盘式与锥式制动器。带有摩擦衬料的盘式或锥式金属盘,在轴向互相贴紧而产生制动力矩(见图6-15和图6-16)。 图6-15盘式制动器 图6—16链式制动器1一顶套;2一锥式制动盘 (2)按操作情况,制动器可分为: ①常闭式制动器。只要机构不工作,制动器则处于闭合状态;当机构的驱动能源一接通,首先将制动器打开,机构就可以正常工作。 ②常开式制动器。制动器经常处于松开状态,随时可以根据需要施加上闸力,产生制动力矩,使制动器制动。 ③综合式制动器。它具有常开式,在制动器松开时可利用操纵杠杆随意进行制动,也具有常闭式,在机构不工作时制动器可靠制动的功能。 二、带式制动器 带式制动器由制动带、制动轮和松闸器杠杆系统组成(见图6-17)。制动轮安装在机构的转动轴上,内侧附有摩擦衬料的制动钢带一端与机架固定部分铰连;另一端与松闸器杠杆铰连,并在径向环绕制动轮。松闸器的上闸力通过杠杆系统,使制动带环抱接触并压紧在制动轮上,产生制动力矩。由于制动带的包角很大,因而制动力矩较大,相应结构也紧凑。缺点是制动轮轴由于不平衡力作用而受弯曲载荷,制动带比压分布不均匀,使衬料的磨损不均,散热性不好。带式制动器主要用于对结构紧凑性要求较高的流动式起重机。简单带式制动器制动力矩的计算式为: 根据柔性带的摩擦公式,因为所以式中:Mz——制动力短; Smax——制动带最大张力; Smin——制动带最小张力; D——制动轮直径; e——自然对数的底(e=2.718…); μ——摩擦系数; α——钢丝绳在卷筒上的包角。 带式制动器的制动带内侧有摩擦垫片,其背衬钢带的端部与固定部分的连接,应采用铰接,不得采用螺栓连接、铆接、焊接等刚性连接形式。 三、块式制动器 块式制动器由制动瓦块、制动臂、制动轮和松闸器组成。常把制动轮作为联轴器的一个半体安装在机构的转动轴上,对称布置的制动臂与机架固定部分钱连,内侧附有摩擦材料的两个制动瓦块分别活动铰接在两制动臂上,在松闸器上阐力的作用下,成对的制动瓦块在径向抱紧制动轮而产生制动力矩。 以短行程电磁铁块式制动器为例(见图6-18),说明块式制动器的工作原理。在接通电源时,电磁松闸器的铁心吸引衔铁压向推杆,推杆推动左制动臂向左摆,主弹簧被压缩。同时,解除压力的辅助弹簧将右制动臂向右推,两制动臂带动制动瓦块与制动轮分离,机构可以运动。当切断电源时,铁心失去磁性,对衔铁的吸引力消除,因而解除衔铁对推杆的压力,在主弹簧张力的作用下,两制动臂一起向内收摆,带动制动瓦块抱紧制动轮产生制动力矩;同时,辅助弹簧图6-18短行程电磁铁块式制动器简图被压缩。制动力矩由主弹簧力决定,辅助弹簧保证松闸间隙。块式制动器的制动性能在很大程度上是由松闸器的性能决定的。 块式制动器的特点是构造简单,安装方便,成对瓦块产生的压力平衡,使制动轮轴不受弯曲载荷作用。在起重机中得到广泛使用。