電動夾輪器的發展與應用解析

摘? 要：電動夾輪器的出現極大地提高了防風制動裝置的工作效率，由于其采用電能作為驅動，使其較傳統夾輪器和液壓輪邊制動器而言更加清潔環保。本文在對電動輪邊制動器與液壓輪邊制動器進行對比分析的基礎上，剖析了電動夾輪器的工作原理，并根據電動夾輪器的結構特點解析了其在安裝、調試及運行維護等方面所具有的優越性。

關鍵詞：電動輪邊制動器;電動夾輪器;制動器結構

中圖分類號：TH134? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）19-0183-03

Abstract：The emergence of electric gripper greatly improves the working efficiency of wind-proof brake device. Because it uses electric energy as driving force，it is cleaner and more environmentally friendly than traditional gripper and hydraulic wheel-side brake. Based on the comparative analysis of electric wheel brake and hydraulic wheel brake，this paper analyzed the working principle of electric wheel gripper，and analyzed its advantages in installation，debugging and operation maintenance according to its structural characteristics.

Keywords：electric wheel brake;electric wheel clamp;brake structure

0? 引? 言

制動器是指具有使運動的機械或部件減速、停止或保持停止狀態等功能的裝置，在設備制造及機械加工行業中得到了十分廣泛的應用。隨著工業化的迅猛發展和大功率機械的投入使用，傳統的夾輪器已經無法滿足日漸增長的生產力需求。液壓輪邊制動器的出現緩解了這一矛盾。作為一種新型的防風、制動裝置，液壓輪邊制動器采用碟形彈簧制動，液壓站驅動釋放，結構緊湊，維護工作量小，一時間被廣泛用于室外大中型起重機及港口裝卸機械工作狀態下的防風制動和非工作狀態下的輔助防風制動[1]。然而，液壓夾輪器安裝過程復雜，在瓦塊退距、瓦塊隨位、退距均等、閉合時間等調試過程中對精度的要求較高，運行過程中維護要求高，定檢項目多，且運行中若液壓油泄漏將直接影響制動功能。為了滿足高效便捷、綠色環保的新時代需求，電動夾輪器應運而生。

隨著電氣科技的飛速發展，電動夾輪器逐漸得到了改進和完善[2，3]。電動夾輪器與液壓夾輪器一樣，能夠作用于室外大中型起重機及港口裝卸機械工作狀態下的防風制動和非工作狀態下的輔助防風制動，并且由于其使用的是電力驅動，供能綠色清潔，不存在液體泄漏等環保問題。另外，隨著我國電價的逐漸下調，電動夾輪器的使用成本也日漸下降，運行效能不斷提高。

1? 電動式輪邊制動器工作原理

DLZ系列電動輪邊制動器（以下簡稱電動夾輪器）是一種防風制動裝置。主要用于室外大中型起重機及港口裝卸機械工作狀態下的防風制動和非工作狀態下的輔助防風制動。電動夾輪器的結構如圖1所示，其工作原理如下：電機得電驅動齒輪傳動，通過齒輪傳遞力矩推動絲杠壓縮制動碟簧，繼而帶動制動臂內收，通過鉸點的作用帶動制動襯墊遠離制動盤，消除夾緊力，電磁鐵得電維持制動襯墊退距;當電機斷電失去驅動力時，電磁鐵失電，兩個制動臂在制動彈簧作用下向外擺動，制動襯墊閉合并夾緊大車車輪輪緣兩側面上并產生規定的夾緊力。

2? 電動夾輪器的安裝與調試

2.1? 安裝前的準備

為了保障電動夾輪器功能的完整實現，在安裝前，需對制動器的各零部件進行檢查，確保器件齊全，同時應進行下列4個項目的檢查，保障安裝過程的順利進行：

（1）制動器動作是否靈活，各活動鉸點有無銹蝕卡死;

（2）制動襯墊及車輪摩擦面是否沾有影響摩擦力的油污、油漆及其他雜質;

（3）檢查制動器安裝孔的位置、安裝表面的平整與清潔;

（4）檢查制動器銘牌內容是否與選型一致。

2.2? 安裝

液壓式夾輪器在安裝時，需要先將液壓站安裝到位，并布置好輸油管道，再將液壓管路與制動器油缸的進油口連接，而且如有單向節流閥，則需要先將節流閥與制動器油缸相連，再與管路接通，安裝步驟較為復雜。

而相比之下，電動夾輪器安裝前只需將安裝支架加工好。再根據圖2示意圖，按照以下步驟進行安裝即可：

（1）順時針旋轉鎖緊螺母（件5），使之向電動推桿（件11）側移動一定距離并同時縮短連接桿（件23）的連接長度;

（2）將制動臂（件2）向電動推桿方向移動，使A尺寸大于車輪寬度;

（3）用合適的工具吊裝制動器（參見圖1），平移至輪邊制動器的安裝架，并用螺栓連接;

（4）將制動器調整對中;

（5）安裝并調整后制動器要滿足運行規程的要求。

電動夾輪器最顯著的特點是裝有電機、電磁鐵、電感式接近開關，用于開閘時的連鎖保護或信號、故障顯示。而電機、電磁鐵和電感式接近開關都在出廠前已初裝好，只需要在使用前進行相關檢查并按主機要求配接相應的軟電纜即可，極大地節省了夾輪器的安裝耗時，有效地提高了作業效率。

2.3? 調試

相較于傳統夾輪器和液壓式夾輪器而言，電動夾輪器的調試過程不涉及液壓站的調整，自動化程度高，調試過程簡單便捷。其主要調試內容包括以下5項：

（1）判斷制動器電機接線是否正確。當所有接線和制動器確認安裝完成后，測試電機短時間得電（每次得電不超過2s），觀察滾珠絲杠是否收縮，若收縮則繼續后面的操作;若絲杠頂出，電機電源線接反，則應立即斷開電源，重新正確接線，方可繼續后面操作。

（2）制動器打開間隙及夾緊力調整。制動器打開間隙（釋放狀態下制動襯墊與車輪制動表面之間的間隙）的大小將直接影響制動器夾緊力的大小，在使用之前必需調整到規定的額定值，確保閉合制動器時，測量絲杠與缸體的尺寸符合運行規程要求。

（3）制動器隨位彈簧調整。制動器在兩個瓦塊上設置了瓦塊自動隨位裝置，并且在制動器出廠時已經調整好，如工作時不正常只需擰松隨位彈簧緊定螺釘，使隨位彈簧處于松馳狀態即可。

（4）制動器退距均等調整：1）手動或電動打開制動器，觀察兩側襯墊到車輪側面的間隙是否相等，如不等則需進行調整;2）逆時針旋轉兩側調整螺栓鎖緊螺母，使之松退;再逆時針旋轉間隙較小側的退距均等調整螺栓，使之松退且到安裝底座側面有足夠的間隙;3）順時針旋轉間隙較大一側的退距均等調整螺栓，使之頂住安裝底座側面，繼續旋轉就會發現，此側的間隙變小，另一側會變大，觀察兩側間隙，直至符合要求為止，再順時針旋轉兩端的調整螺栓鎖緊螺母，直至擰緊為止。

（5）制動器開關調整。電動夾輪器需進行感應式限位開關調整，使制動器處于打開狀態，擰松限位開關的開關螺母，左右移動感應開關，打開與閉合制動器，檢測限位開關信號，使限位開關在制動器打開時有信號發出，閉合時無信號發出即可。

3? 運行和維護

3.1? 電動夾輪器的跑合

電動夾輪器在投入使用前應進行動態試跑合，其具體步驟如下：

（1）閉合制動器，大車驅動電機通電運轉，使大車輪在制動器閉合狀態下運轉2～3圈，打開制動器，觀察制動襯墊的摩擦表面與車輪兩側摩擦面的貼合情況，如貼合面積大于80%，則停止跑合。如達不到，則重復以上步驟，直至滿足要求為止。

（2）在進行試車跑合中，應隨時檢查如下情況：1）襯墊與車輪兩側摩擦面貼合狀況;2）制動盤溫度（不應超過350℃）;3）螺紋連接件是否松動;4）開關信號是否正常;5）制動、運轉聲音是否正常。

當試車運行正常后，制動器才可正式投入使用。

3.2? 維護

液壓式夾輪器在維護期間需要從制動器液壓缸觀察窗口檢查是否有碟簧碎裂和液壓油泄漏至碟簧處，如碟簧碎裂或漏油，必須更換新配件或維修，由于制動器液壓缸拆卸過程較為繁瑣，往往要耗費大量時間。

相比于液壓式夾輪器而言，電動夾輪器的維護則較為簡單，只需每7～10個工作日對制動器及車輪兩側摩擦面狀態的性能進行檢查即可，檢查的主要項目包括以下6個內容：

（1）制動器夾緊力及襯墊打開間隙：檢查或重新調整夾緊力及襯墊打開間隙;

（2）制動器兩側襯墊打開間隙均等情況：當制動器兩側襯墊打開間隙不均等時，要進行重新調整;

（3）襯墊厚度及磨損情況：當襯墊的摩擦材料部分厚度≤3mm時，要更換襯墊;

（4）連接銷軸是否轉動靈活：如有卡滯現象排除或者更換軸套;

（5）車輪兩側摩擦面清潔情況：如有油污、焊渣等影響摩擦系數的雜物，應進行清理;

（6）限位開關：檢查限位開關是否正常工作，否則進行調整或更換。

另外，本文根據電動夾輪器的運行特點，總結歸納了電動夾輪器在運行過程中的常見故障以及對應的解決措施，如表1所示。

4? 結? 論

電動夾輪器的出現為室外大中型起重機及港口裝卸機械工作狀態下的防風制動和非工作狀態下的輔助防風制動提供了可靠的安全保障，其獨特的結構為實現夾輪器運行的經濟性、安全性、高效性提供了依據，同時由于采用清潔電能，也保障了夾輪器運行過程滿足新時代對綠色環保的要求。

參考文獻：

[1] 交通部水運司.港口起重運輸機械設計手冊 [M].人民交通出版社，2001.

[2] 蔡淋霖.取料機夾輪器制動系統的改造 [J].港口裝卸，2017（3）：32-34.

[3] 吳峰崎，許海翔，姚文慶，等.夾輪器抗風防滑能力試驗動態仿真研究 [J].制造業自動化，2013，35（11）：77-79+88.

作者簡介：葉海青（1982.09-），男，漢族，漳州長泰人，工程師，本科，研究方向：電氣工程及自動化。