防爆起重機(jī)是某施工工地用于大型設(shè)備的卸車、安裝、調(diào)試、對接等作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。該起重機(jī)具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所處環(huán)境惡劣，維護(hù)保養(yǎng)難度大等特點(diǎn)。制動裝置是該設(shè)備的關(guān)鍵部件，其可靠性直接關(guān)系到吊裝工作的安全。在近5年的使用期間，該防爆起重機(jī)制動器共出現(xiàn)故障26次，占吊裝設(shè)備故障總量的56.6％。制動器出現(xiàn)故障的主要部位是制動器線圈、整流模塊和摩擦片3部分，其中最易出問題的是整流模塊和制動器線圈。為此，對起重機(jī)的制動器進(jìn)行了技術(shù)改造。
1 故障原因分析
防爆起重機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)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(xù)運(yùn)行時間長而得不到充分散熱，將導(dǎo)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(chǎn)生的過電流擊穿了整流模塊的二極管；另一方面是自身質(zhì)量不過關(guān)，主要原因是印刷板質(zhì)量差，元器件篩選不過關(guān)等因素也可能導(dǎo)致整流模塊的燒毀；
(3)由于制動器調(diào)整的間隙小，電動機(jī)運(yùn)行中不能避免摩擦片與制動盤問的摩擦，電動機(jī)多次長時間運(yùn)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(jī)和制動器線圈的發(fā)熱，并伴隨異常噪聲。長時間運(yùn)行將導(dǎo)致電動機(jī)和制動器線圈絕緣的損壞，燒毀電動機(jī)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(yīng)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(fā)熱。雙電壓整流模塊仍采用單相橋式整流電路，并采用可關(guān)斷的電子開關(guān)電路來實(shí)現(xiàn)降壓功能。當(dāng)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(hù) 2、半波整流 3、電子開關(guān) 4、時間控制 5、全波整流
(2)增大盤式直流制動器線圈的內(nèi)阻。為更進(jìn)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(nèi)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(jī)制動器線圈的內(nèi)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(jī)制動器的性能，經(jīng)測試，現(xiàn)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(dá)到了穩(wěn)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(jī)帶動葉片輪旋轉(zhuǎn)，使油液產(chǎn)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(huán)節(jié)，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(yīng)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。