電磁鐵制動器常見故障分析及處理方法

陳擎環 閭耀輝 蔡亞琴

電磁鐵制動器常見故障分析及處理方法

陳擎環 閭耀輝 蔡亞琴

一、基本概況

江蘇省泰州引江河高港樞紐是國家南水北調東線水源工程之一，由泵站、節制閘、調度閘、送水閘、船閘和110kV專用變電所等設施組成。節制閘5孔，設計流量440m3/s；調度閘4孔，送水閘3孔，設計流量均為100m3/s。3座水閘均為卷揚式啟閉機，啟閉機制動使用TJ2系列電磁鐵制動器。

該制動器主要由壓緊系統和松閘器兩部分組成。壓緊系統由制動閘瓦、拉桿、絲杠、主彈簧、副彈簧和框架等組成，松閘器是短行程電磁鐵，結構如圖1所示。工作原理為壓緊系統在機構需要制動時，利用彈簧產生的壓緊力，使制動閘瓦壓緊在制動輪上，從而停止機構的運轉。松閘器則在機構需要運轉時，利用電磁力使制動閘瓦離開制動輪。

其特點：制動器結構緊湊，尺寸小，重量輕。壓緊系統中杠桿結構簡單，電磁鐵裝在拉桿上，銜鐵的行程較短，通常小于5mm。松閘、合閘動作迅速。制動閘瓦與制動臂之間鉸鏈連接，閘瓦上的制動帶與制動輪接觸均勻，磨損也均勻，便于調整。但由于動作迅速，吸合時的沖擊直接作用在整個制動器機構上，響聲大，沖擊大，易導致制動器機構損壞，工作可靠性降低。

二、常見故障

高港樞紐自1999年投入運行，TJ2系列電磁鐵制動器已在3座水閘上使用十幾年，總體運行穩定，但在使用中也曾出現過抱閘時制動輪與制動閘瓦之間打滑；閘門懸停時高度無法保持，閘門緩慢或快速下落；松閘時制動器不動作或動作延遲；工作中制動器有振動和異常聲響等故障，對工程的安全運行影響較大，必須予以高度重視。

三、故障分析及處理方法

1.抱閘時，制動輪與制動閘瓦之間打滑；抱閘時，閘門懸停高度無法保持，閘門緩慢或快速下落

此類故障一般是由于主彈簧制動力矩偏小、制動輪與制動閘瓦間隙過大或制動輪表面有油污等原因引起的。

（1）主彈簧制動力矩偏小。如因主彈簧制動力矩達不到要求而導致制動失靈時，應對主彈簧工作長度進行壓縮調整。用一扳手夾住絲杠尾部方頭，用另一扳手先松開主彈簧上的并緊螺母C，然后調整固定螺母D，使主彈簧工作長度符合啟閉機說明書規定，最后將并緊螺母C擰回鎖緊。為防止慣性沖擊引起機架變形和部件損壞，調整時應保持適當的制動距離，一般起升機構的制動距離約為起升速度的1/100為宜。

（2）制動閘瓦間隙過大。制動輪和閘瓦之間的間隙應處于0.5～1.0mm之間。如因閘瓦間隙過大而導致制動失靈時，用一扳手夾住絲杠尾部方頭，用另一扳手先松開主彈簧的并緊螺母C，并將其旋轉到絲杠末端，使其頂開左右兩個拉桿，直至銜鐵處于吸合狀態。調整限位螺栓，使該側閘瓦間隙符合規定值。然后松開絲杠尾部的并緊螺母A，通過調整固定螺母B來控制另一側閘瓦間隙，使兩側閘瓦間隙相等，最后將主彈簧并緊螺母A、C回位并鎖緊。

（3）制動輪表面有油污。制動輪的制動表面沾有油污時，摩擦系數減小導致摩擦力變少，制動瓦抱不緊制動輪，應使用煤油、汽油等清洗制動輪表面。

2.松閘時，制動器不動作或打開動作延遲

此類故障一般是因電磁鐵行程過大、主彈簧制動力矩偏大、機構卡阻等原因引起的。

（1）電磁鐵行程過大。絲杠將電磁鐵上的銜鐵頂得過遠，超過了設計范圍，使銜鐵和鐵芯吸合時，電磁鐵的吸合力小于絲杠的推力，從而造成銜鐵和鐵芯吸合不到位，電磁鐵動鐵芯的行程不夠，制動閘瓦打不開。可調整電磁鐵的行程，以保證電磁鐵鐵芯對銜鐵有足夠的吸力。用一扳手夾住絲杠尾部方頭，用另一扳手先松開絲杠尾部的并緊螺母A，然后調整固定螺母B，將銜鐵行程調整到符合說明書規定值后，鎖緊并緊螺母A。

（2）主彈簧制動力矩偏大。主彈簧壓縮過多，造成制動力矩超過設計要求，銜鐵的吸力小于主彈簧的工作壓力，造成制動閘瓦無法打開。應按照啟閉機說明書的要求對主彈簧工作長度進行放松調整。調整方法與主彈簧制動力矩偏小時類似，調整主彈簧長度相反。

圖1 TJ2系列電磁鐵制動器圖

（3）機械卡阻。制動器杠桿系統中機械部分卡阻，轉軸生銹或歪斜，導致制動器動作緩慢或者不動。檢查時推動銜鐵，其動作應靈活自如，無卡滯現象。若松開后銜鐵不能迅速復位，就應進行拆卸檢查，清洗轉軸及支承桿，必要時更換配件。組裝時應注意安裝質量，保持轉軸轉動靈活。

3.制動帶或制動輪磨損嚴重、主彈簧斷裂損壞、制動臂銷軸或孔磨損過大等零件損壞造成的故障

此類故障一般是因制動器使用年限過長，機械的振動磨損與反復修理等原因引起的，只需更換損壞的配件即可。更換后的配件應符合《水利水電工程啟閉機制造安裝及驗收規范》的規定。

（1）制動帶。制動帶的磨損不允許超過原厚度的1/2，否則應予以更換。制動器組裝時，制動帶與制動輪的實際接觸面積不得小于總面積的75%。制動帶與制動閘瓦應緊密地貼合，制動帶的邊緣應按閘瓦修齊，固定鉚釘的頭必須埋入制動帶厚度的1/3以上。

（2）制動輪。制動輪表面應光潔，無凹陷、裂紋、擦傷及不均勻磨損等缺陷。當制動輪在直徑方向磨損超過3mm時，應重新車削加工并熱處理，以恢復其原來的粗糙度和硬度，制動輪工作表面的粗糙度應不大于Ra1.6μm，制動面的熱處理硬度應滿足HRC35～HRC45。加工后的制動面上不允許有砂眼、氣孔和裂紋等缺陷，也不允許焊補。制動輪壁厚磨損減小到厚度的2/3時，必須更換。

（3）彈簧。檢查彈簧是否完好，如因變形、斷裂等失去彈性，必須更換。

（4）制動架杠桿系統。檢查制動架、杠桿不得有裂紋和彎曲變形；銷、軸聯接必須牢固可靠，轉動靈活；不得有過量磨損和卡阻，否則應予以更換。

四、結語

當制動器出現故障時，可根據故障呈現的形式作針對性的檢查。運行人員需要對制動器工作原理深入了解和掌握，不斷提高檢修技術和工作能力，才能準確地解決制動器故障，縮短檢修時間，保證工程安全高效運用

（作者單位：江蘇省泰州引江河管理處 225300）

（專欄編輯：顧 梅）