張明磊　劉彪

摘 要：國(guó)內(nèi)目前仍然以鼓式制動(dòng)器為主，液壓鉗盤式制動(dòng)器還處于前期開發(fā)推廣階段。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，用盤式制動(dòng)器替換傳統(tǒng)的鼓式制動(dòng)器就迅速發(fā)展起來。國(guó)外幾乎在所有的固定設(shè)備和輪式設(shè)備上已經(jīng)淘汰了鼓式制動(dòng)器應(yīng)用了盤式制動(dòng)器。盤式制動(dòng)器不僅替換了汽車的前后制動(dòng)器而且在起重機(jī)械、礦山機(jī)械、纜索裝備、港口機(jī)械上被普遍使用。其產(chǎn)品主要技術(shù)特點(diǎn)：彈簧制動(dòng)、液壓釋放；具有液壓失效保護(hù)、電氣失效保護(hù)功能。

關(guān)鍵詞：盤式；制動(dòng)器；液壓；失效保護(hù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.013

1 液壓鉗盤式制動(dòng)器的項(xiàng)目介紹

風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作時(shí)一般需要兩個(gè)制動(dòng)器來保證其安全運(yùn)行；一個(gè)安裝在主增速機(jī)和發(fā)電機(jī)之間的傳動(dòng)軸上稱為主制動(dòng)器，該制動(dòng)器是在風(fēng)速超過發(fā)電機(jī)的上限時(shí)或維修時(shí)使用。另一個(gè)是偏航制動(dòng)器。偏航制動(dòng)器安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)下部的轉(zhuǎn)盤上，當(dāng)機(jī)頭旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)超過電纜的允許極限時(shí)進(jìn)行制動(dòng)、待機(jī)回位。

2 液壓鉗盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)組成

本文介紹的盤式制動(dòng)器是雙柱單缸制動(dòng)器，設(shè)備均采用優(yōu)質(zhì)鋼材制造，可以廣泛的用于風(fēng)力發(fā)電、起重機(jī)械，港口機(jī)械，礦山機(jī)械，纜索和皮帶運(yùn)輸機(jī)的制動(dòng)。

液壓鉗盤式制動(dòng)器執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由機(jī)體機(jī)構(gòu)、鉗體機(jī)構(gòu)、油壓機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等構(gòu)成，主要完成加壓、夾緊、制動(dòng)等動(dòng)作，在設(shè)計(jì)中行程具備可調(diào)功能，以適應(yīng)不同設(shè)備的要求。同時(shí)要求該設(shè)備具有制動(dòng)間隙無級(jí)自動(dòng)補(bǔ)償、恒定制動(dòng)力矩，快速制動(dòng)反應(yīng)≤0.1秒，多工況的失效保護(hù)功能。根據(jù)上述要求設(shè)計(jì)出的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

該液壓鉗盤式制動(dòng)器工作過程如下：

將液壓盤式制動(dòng)器安放在需要制動(dòng)的部件上，調(diào)節(jié)好摩擦片與受制動(dòng)部件的間距。此時(shí)部件處于無制動(dòng)工況，當(dāng)調(diào)整溢流閥壓力，可以控制制動(dòng)壓力，對(duì)部件執(zhí)行制動(dòng)動(dòng)作。通過開啟電磁閥可以控制制動(dòng)器的開啟、半制動(dòng)工況。在控制中，通過上鉗體中的油缸控制摩擦片之間的間距，以到達(dá)控制效果。

如果更換相應(yīng)的摩擦片可以對(duì)不同部件的制動(dòng)，調(diào)節(jié)溢流閥可以選擇不同的部件大小，從而實(shí)現(xiàn)可行性。

3 液壓鉗盤式制動(dòng)器的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 液壓缸主要參數(shù)確定

液壓鉗盤式制動(dòng)器的工況：待機(jī)、半制動(dòng)、制動(dòng)。根據(jù)液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)與性能要求計(jì)算出液壓缸的工作壓力、主要結(jié)構(gòu)尺寸、速度、時(shí)間及輸出力等參數(shù)。

3.2 擬定基本回路和確定液壓系統(tǒng)原理圖

該系統(tǒng)為中壓系統(tǒng)，快速行程時(shí)輸出最大流量，工進(jìn)時(shí)僅輸出與液壓缸需要相適應(yīng)的流量，因此選用斜盤式軸向柱塞泵比較合理。根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式和要求，采用差動(dòng)連接運(yùn)動(dòng)回路來實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)。即快進(jìn)快退時(shí)由泵供油，液壓缸實(shí)現(xiàn)差動(dòng)連接。采用電磁閥的速度換接回路，由PLC直接控制，管路簡(jiǎn)單，行程大小也容易調(diào)整。

根據(jù)擬定的基本回路可以確定液壓系統(tǒng)的原理圖2所示。

系統(tǒng)的油源為油泵1，其壓力由溢流閥6、壓力開關(guān)10、蓄能器12設(shè)定，單向閥2用于防止壓力油倒灌。系統(tǒng)的執(zhí)行器由制動(dòng)油缸、上鉗體等組成。

電機(jī)通電，且電磁閥7、8不工作時(shí)，制動(dòng)油缸后腔進(jìn)高壓油，開始制動(dòng)；電磁閥7得電，制動(dòng)油缸兩腔加壓，打開制動(dòng)器；電磁閥7、8同時(shí)得電，制動(dòng)器處于半制動(dòng)狀態(tài)，制動(dòng)力由溢流閥5決定；壓力開關(guān)在各種狀態(tài)中負(fù)責(zé)保持壓力在設(shè)定壓力的90%～100%間工作（啟停電機(jī)）；用人工將電磁閥7打開，搖動(dòng)手泵8可以打開制動(dòng)器，用于在無電狀態(tài)下維修。

4 結(jié)論

本設(shè)計(jì)使液壓鉗盤式制動(dòng)器具有制動(dòng)間隙無級(jí)自動(dòng)補(bǔ)償、恒定制動(dòng)力矩，快速制動(dòng)反應(yīng)≤0.1秒，多工況的失效保護(hù)功能，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)，與PLC控制技術(shù)相結(jié)合，可使液壓系統(tǒng)更加精確、靈活地完成預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。

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作者簡(jiǎn)介：張明磊（1988-），男，助理工程師，研究方向：為非標(biāo)機(jī)械設(shè)計(jì)，主要從事機(jī)械及機(jī)電一體化產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造和推廣工作。