Ican制动器自动磨损对中装置失效分析和解决方案

1、Ican制动器自动磨损对中装置失效分析和解决方案宁波北仑国际集装箱码头有限公司 袁林江摘 要：通过对Ican制动器制动衬自动磨损对中装置工作原理的介绍，分析自动磨损对中装置失控的原因，提出并落实自动调节装置改装的措施。关键词：制动器 对中装置 制动衬 异常磨损 改装一、概述我公司221#-232#住友龙门吊是2003年新购置的堆五过六的场地龙门吊，这12台设备采用的是安川电控系统，整机综合性能较佳，操作舒适性较好，自正式投入使用至今，一直来是我公司的生产主力设备。但此批设备在刚开始运行半年内多时间后，龙门吊的起升制动器在某些功能上逐渐暴露出一些缺陷来。住友龙门吊的起升制动器是日本Ican产品，

2、IB30-25型盘式制动器。Ican制动器的特点是：结构简单，性能稳定，制动可靠，是国际知名品牌，广泛应用于机械设备领域。作为区别于其它常规盘式制动器特点，Ican制动器装配了二套自动磨损补偿装置：自动磨损调节装置和自动磨损对中装置（如图一所示）。21制动盘1、自动磨损调节装置 2、自动磨损对中装置图一 盘式制动器这二套装置的主要工作原理是：自动磨损调节装置的作用是当起升制动器频繁动作时，制动衬摩擦面存在一个磨损量。磨损量越多，制动衬与制动盘间的间隙越大，即制动器的制动行程增大。常规盘式制动器的制动行程是靠手动调节来维持。而Ican IB30-25型盘式制动器，它的制动行程变化范围为一锯齿波。

3、制动行程由自动磨损调节装置自动调节行程来实现，即制动器在制动过程中制动衬磨损量和自动磨损调节装置调节的补偿行程始终使制动行程维持在一个有效的锯齿型波峰和波谷范围内的数值。自动磨损对中装置的作用是保持制动衬打开时的两侧制动衬的平衡状态，即两侧制动衬与制动盘间的间隙相等，该装置的功能可有效保护制动衬的异常磨损，延长制动衬的使用寿命，使制动器的制动效果始终处于最佳状态。在结构上该装置采用了一套简单的齿轮和齿条传动，在齿轮内圈配置一个单向滚针轴承，使调节螺栓始终以单方向运动（如图二所示）。 带齿轮的调节螺栓 齿条图二 自动磨损对中装置结构由图中可知，齿条安装在制动器底座基架上，静止不动，调节螺栓安装在

4、制动臂基架上，随制动衬的打开闭合同步运动，制动器工作时，齿轮得到一个微量转角，角度大小与制动衬的磨损量相匹配，通过齿轮内单向轴承的作用，使调节螺栓向下动作，保持调节螺栓与制动器底座间的间隙不变，从而保障制动衬两边的开度间隙平衡。本文着重讨论自动磨损对中装置的失效分析和解决方案。二、失效状况据观察，Ican制动器在不同的使用场合所表现的性能存在较大的差别。我公司221#-232#住友龙门吊自2003年8月份投入使用半年多时间以来，这种盘式制动器经常发生制动衬单边作用的现象，制动衬的两边开度间隙经常失去平衡，造成制动衬单边严重磨损。在2004年6月份我公司其中一台龙门吊的Ican IB30-25型

5、盘式制动器发生一边制动衬因严重磨损而失效的事故（如图三所示）。磨损的制动衬图 三 制动衬的耐磨衬材磨损状态三、失效分析从Ican制动衬磨损状况来看，发生单边严重磨损的事故最直接的原因是由自动磨损对中装置调节控制失效，即其带齿轮的调节螺栓调节功能控制失误所引起。可能的情形有：其一，设置不当，调节螺栓向下的调节量过大，引起装有自动磨损对中装置部位一边的制动衬过早磨损；其二，调节螺栓齿轮内的单向轴承因方向装反而引起调节螺栓向上运动，使另一边制动衬异常磨损而报废。不管是哪一种情形，都引起调节螺栓控制失效的严重后果。我公司龙门吊制动器失效的原因正是由第一种情形引起，调节螺栓向下位移量过大造成。为解决制动

6、器自动磨损对中装置控制失效的问题，我们对Ican IB30-25型盘式制动器的工作原理和使用工况进行了模拟动作试验。我们仔细查阅了Ican IB30-25型盘式制动器的技术资料，制动器在设计时所考虑的工况是安装制动器的底座是固定的，在厂内调试也是安装在固定平台上进行，而龙门吊起升制动器是安装在小车平台上，随小车一起运动，频繁受到振动、冲击等因素的影响。在不同的使用场合和工况下，制动器的工作效果不尽相同。设计要求，Ican IB30-25型盘式制动器自动磨损对中装置的齿条在使用中应该是静止件，这样才能保证自动磨损对中装置正常工作。龙门吊小车经常作前后运动，在作业中小车振动较剧烈，制动器也被迫产生

7、振动，使得齿条成为另一个驱动源。龙门吊作业时产生的任何一个微量位移，也会带动制动器自动磨损对中装置调节螺栓的动作。这样自动磨损对中装置始终处于自身的自动调节和外来非正常的强制调节两个状态交替和叠加控制之中，其最终结果是，引起制动器自动磨损对中装置过量调节，并导致制动失效。Ican制动器厂的技术总监Robert Harrison先生曾亲临我公司，对龙门吊的Ican起升制动器的使用情况进行了实地勘察研究，他对我们的分析结果也表示认同。四、解决方案为解决Ican IB30-25型盘式制动器自动磨损对中装置的控制失效问题，根据龙门吊运行工况，我们认为用传统的手动调节螺栓来替代自动磨损对中装置，同时加强

8、检查和跟踪调节的办法是行之有效的。我们从Ican制动器厂家也了解到他们除了这种方法外，尚未有其它有效的改进方案适合龙门吊用制动器，厂家在以后生产的龙门吊起升制动器中都采用这种结构的手动对中装置，目前他们正着手研究适合港口龙门吊起升制动器使用的自动磨损对中装置。这种解决方法相对而言较为简单而实用，实施起来也比较容易，只要去掉带齿轮的调节螺栓和齿条，用同型号的螺栓替代自动磨损对中装置的调节螺栓，采用手动调节来保证制动衬两边的开度间隙，即可有效控制并避免磨损对中装置的失控现象。 图四 改装后的手动调节装置我们对12台Ican IB30-25型盘式制动器自动磨损对中装置全部进行了改装，制动器的性能和制动效果趋与正常，制动衬的磨损良好，只要对制动器进行定期的检查调整和保养，就能保证制动器良好的使用状态。参考文献：1、机械设计手册标准规范（第二版），化学工业出版社；2、轮胎式集装箱门式起重机试验方法，GB/T15362-94；3、起重机试验规范和程序，GB5905-86;4、畅启仁、萧乾信，港口起重机，上海海事大学；5、Ryo Imaizumi，ICAN制动器的安装和调试，Ican