制动器的结构原理和种类

1.制动器的结构原理

制动器通常由制动轮、带制动瓦的左右制动臂、主弹簧、辅助弹簧、拉杆、制动间隙调整装置及驱动部分组成。驱动形式一般有电磁驱动、液压驱动和液压电磁驱动。制动器的工作原理为驱动装置未动作前，制动臂上的瓦块在弹簧张力的作用下经过推动拉杆紧紧抱住制动轮，且相互之间摩擦力使制动轮保持停止的原状态。当通电驱动装置动作时，电磁铁（或液压装置）产生推拉力驱动推动拉杆，并使主弹簧被压缩，驱使左、右制动瓦块与制动轮分离，制动轮释放失去制动作用。当驱动装置失去动力时，主弹簧恢复原状态带动左、右制动瓦块抱紧制动轮，使制动轮连同轴一块停止运行，达到制动目的。

动力驱动的起重机械的起升、变幅、运行、旋转机构都必须装制动器。人力驱动的起重机械，起升和变幅机构必装制动器或停止器。

2.制动器的种类

按其工作状态，制动器可分为：①常开式制动器，其经常处于松闸状态，需要制动时通过处力上闸制动；②常闭式制动器，其经常处于上闸状态，机构工作时借外力使制动器松闸；③综合式制动器，其在通电工作情况下为常开状态，可通过操作系统随意进行制动，断电不工作时制动器上闸成为常闭。

按其结构型式制动器可分为：带式制动器、块式制动器、液压瓦块制动器、盘式制动器、圆锥式制动器。

（1）带式制动器 带式制动器工作原理如图3⁃41所示，钢质制动带2紧抱住制动轮1的外表面，通过摩擦力矩使制动轮1停止转动。带式制动器上闸（制动带紧靠在制动轮上）是依靠制动器坠重3来实现的，松闸（制动带离开制动轮）是依靠电磁铁4来实现的（通电后吸起坠重杠杆向上转动）。

带式制动器制动力矩的大小取决于制动带在制动轮上的包角α、制动带与制动轮之间的摩擦系数和制动的坠重的大小等。为了增加制动带与制动轮间的摩擦系数，需要在制动带的内表面上钉摩擦垫片，如皮革、石棉制动带和辊压带等。带式制动器的优点为结构简单、紧凑，并能随着包角的增加而产生较大的制动力矩，在制动过程中冲击小，故在某些移动起重机中仍有应用。其主要缺点为制动轴受很大弯曲力的作用；由于制动带的单位压力不均匀，因而摩擦垫片的磨损也不均匀；某些带式制动器不适用于逆转机构。由于带式制动器存在上述诸多缺点，故在许多地方已被结构更为合理的块式制动器所代替。

图3⁃41 带式制动器工作原理

1—制动轮 2—制动带 3—坠重 4—电磁铁

（2）块式制动器 块式制动器结构简单、工作可靠，因而在起重机械中得到广泛的应用。双瓦块常闭式制动器的松闸多用电磁铁来实现，根据用途和结构不同，可分为短行程和长行程两种。

1）短行程电磁块式制动器。此种制动器结构如图3⁃42所示。

图3⁃42 短行程电磁块式制动器

1—主弹簧 2—框形拉杆 3—推杆 4—螺母 5—电磁铁心 6—衔铁 7—副弹簧 8—螺母 9—调整螺母 10—左制动臂 11—右制动臂 12—左制动瓦块 13—右制动瓦块 P₁—衔铁的吸力

短行程制动器的调整：①主弹簧工作长度的调整。为了使制动器产生相应的制动力矩必须调整主弹簧，调整方法如图3⁃43所示。②电磁铁行程的调整（见图3⁃44）。③制动轮间隙的调整。如图3⁃45所示。按表3⁃10的数据，把衔铁推在铁心上，制动瓦块即松开，然后调整螺栓来调整间隙，使两侧间隙相等。

表3-10 短行程制动器制动瓦块与制动轮间隙（单位：mm）

短行程电磁块式制动器的特点：松闸、上闸动作迅速；制动器的质量轻，外形尺寸小；由于铰链少（与长行程相比），所以松闸器的此行程小；由于制动瓦块与制动臂之间是铰链连接，所以瓦块与制动轮的接触均匀，磨损也均匀，也便于调整。但短行程制动器由于动作迅速，吸合时的冲击直接作用在整个制动器的机构中，所以制动器上的螺钉容易松动，导致制动器失灵，工作可靠性降低，因此必须经常检查调整；并且由于制动行程小、动作快，所以在惯性作用下起重机桥架往往产生剧烈振动。

图3⁃43 调整制动力矩

图3⁃44 调整工作行程

图3⁃45 调整间隙

2）长行程电磁块式制动器。要求制动力矩大的机构多采用长行程电磁块式制动器，长行程电磁块式制动器靠弹簧和杠杆系统重力上闸，电磁铁松闸。其工作原理与短行程制动器相似，如图3⁃46所示。

图3⁃46 长行程电磁块式制动器工作原理

调整制动力矩的方法有：①调整主弹簧长度：如图3⁃47所示，用调整锁紧螺母7来调节主弹簧长度，然后用两个螺母锁紧。②调整电磁铁冲程：拧开螺母2和3，转动螺杆1和5。制动瓦块在磨损前，衔铁应有25～30mm的冲程。③调整制动瓦块与制动轮之间的间隙：抬起螺杆1，制动瓦块自动松开，调整螺杆5和螺栓9，以使制动瓦块与制动轮之间的间隙在表3⁃11所示的范围内，且两侧间隙应均匀。(www.xing528.com)

表3-11 长行程制动器制动瓦块与制动轮间隙

图3⁃47 长行程电磁块式制动器的调整

1、5—螺杆 2、3—螺母 4—拉杆 6—主弹簧 7—锁紧螺母 8—底架 9—螺栓

长行程电磁块式制动器的特点：长行程电磁块式制动器结构简单，工作时制动力矩稳定，闭合动作较快，其制动力矩可通过调整弹簧的张力进行较为精确的调整，安全性较高。但因其电磁铁冲击力大，引起传动机构的振动。它的弱点正是液压瓦块式制动器的优点。

（3）液压瓦块式制动器 液压瓦块制动器就是瓦块式制动器的松闸动作采用液压松闸器。其优点是制动器起动和制动平稳，没有声音，每小时操作次数可达720次。目前使用较多的是液压电磁推杆瓦块式制动器（见图3⁃48）。液压电磁铁的结构如图3⁃49、图3⁃50所示。

图3⁃48 液压电磁推杆式制动器

1—推杆 2、10—拉杆 3、4—销轴 5—弹簧挡环 6—螺杆 7—弹簧架 8—主弹簧 9—左制动臂 11、14—瓦块 12—制动轮 13—支架 15—右制动臂 16—调整两侧松闸间隙相等的装置 17—液压松闸器

液压瓦块式制动器的调整：①制动力矩（即主弹簧工作长度）的调整与前述调整方法相同。②调整推杆工作行程。调整方法为松开推杆的锁紧螺母，转动推杆，在保证制动瓦块最小的退距的前提下，液压推杆的行程越小越好。调完后锁紧推杆上的锁紧螺母（符合表3⁃11所示的要求）。③调整制动瓦块与制动轮间的间隙。松开液压推杆上的锁紧螺母，用手抬起液压推杆到最高位置，再松开自动补偿器的锁紧螺母，旋动调整螺栓，使制动瓦块与制动轮间的间隙符合表3⁃11所示的要求。

图3⁃49 液压电磁铁结构

1—放油螺塞 2—底座 3—动铁心 4—绝缘圈 5—推杆 6—密封环 7—垫 8—引导套 9—静铁心 10—放气螺塞 11—轴承 12—活塞 13—液压缸 14—注油螺塞 15—吊耳 16—齿形阀片 17—齿形阀 18—线圈 19—接线盒 20—接线柱 21—下阀体 22—弹簧 23—带孔阀座 24—下阀片

图3⁃50 叶轮式液压推杆

1—连接头 2—空心轴电动机 3—推杆 4—防尘管 5—方轴 6—液压缸 7—活塞盖 8—叶轮 9—活塞 10—压力油腔

（4）盘式制动器 盘式制动器由固定盘、转动盘、弹簧及电磁铁组成。上闸时由弹簧力的作用，使固定盘和转动盘压紧而产生制动力矩。松闸时电磁吸力克服弹簧压力而使固定盘与转动盘分开，制动轮转动（见图3⁃51）。盘式制动器多用在TV型电动葫芦上。

（5）锥式制动器 锥式制动器（见图3⁃52）是用锥形盘代替圆盘的一种制动器，其制动原理如图3⁃53所示。CD型、AS型、DH型电动葫芦均采用锥形制动器。电动葫芦在额定载荷下制动时，载荷下滑距离超过1／100额定起升高度时，制动器应进行调整。调整时先将轴端锁紧螺钉1拆下，再旋转调整螺母2，调整后要试车观察电动机轴的窜动量，一般为1.5mm为宜。当反复调整载荷下滑距离仍达不到要求时，应检查锥形制动环是否已达到报废标准。当锥形制动环磨损达原厚度的50％或磨损量超过了电动机轴允许的最大调整量时，即应更换锥形制动环4。

盘式制动器与锥形制动器的调整方法相似，只是摩擦制动片形式不同而已。

图3⁃51 盘式制动器示意图

1—固定盘 2—导杆 3—转动盘 4—弹簧 5—电磁铁 6—电动机轴

图3⁃52 锥式制动器

1—锁紧螺钉 2—调整螺母 3—风扇制动轮 4—锥形制动环 5—弹簧 6—后端盖 7—电动机轴

图3⁃53 锥形制动原理