摘要：塔式起重機(jī)各機(jī)構(gòu)的制動(dòng)方式各不相同，在變幅機(jī)構(gòu)的制動(dòng)中，為了滿足該機(jī)構(gòu)的工作性質(zhì)和安全要求，需要制動(dòng)平緩、性能可靠、維護(hù)方便的制動(dòng)裝置。為此進(jìn)行了多種制動(dòng)方式試驗(yàn)，最終選用了性價(jià)比較高的錐形轉(zhuǎn)子電機(jī)加變幅機(jī)構(gòu)減速機(jī)的方式，達(dá)到了理想的效果。
關(guān)鍵詞:錐形轉(zhuǎn)子電機(jī) 制動(dòng)裝置 塔式起重機(jī)
根據(jù)塔式起重機(jī)安全規(guī)程（GB5144—2o06），塔機(jī)的各機(jī)構(gòu)（起升、回轉(zhuǎn)、變幅、大車(chē)行走）都應(yīng)配備制動(dòng)裝置。濟(jì)南建筑機(jī)械廠原來(lái)的QTZ40型塔機(jī)變幅機(jī)構(gòu)采用了YD電機(jī)加蝸輪、蝸桿減速機(jī)的方式來(lái)傳動(dòng)（圖1）。該機(jī)構(gòu)僅借助于蝸輪、蝸桿具有自鎖的機(jī)械特性來(lái)制動(dòng)，并沒(méi)有其他專門(mén)的制動(dòng)裝置，而從用戶使用后的反饋信息知，此方式雖具有自鎖制動(dòng)的功能，但當(dāng)塔機(jī)在重載、高速變幅時(shí)容易出現(xiàn)“溜車(chē)”及啟動(dòng)、停止時(shí)對(duì)塔身會(huì)有較大的沖擊等缺陷，而且其制動(dòng)性能很不可靠，僅適用于輕載、低速的小型塔電機(jī) 聯(lián)軸器機(jī)。為了消除變幅機(jī)構(gòu)的以上缺陷，在原機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化：在變幅機(jī)構(gòu)的減速機(jī)與電機(jī)間增加了電磁吸盤(pán)式（常閉）制動(dòng)器（圖2），從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)構(gòu)的有效、可靠制動(dòng)。但該裝置對(duì)電路上的要求較高（需要整流裝置），而且在停止變幅時(shí)由于制動(dòng)裝置是常閉的，往往會(huì)因突然制動(dòng)而給塔機(jī)造成很大的沖擊，使塔身產(chǎn)生劇烈晃動(dòng)，特別是在臂頭制動(dòng)時(shí)更會(huì)給塔機(jī)的鋼結(jié)構(gòu)造成致命損害。盡管后來(lái)在電路上追加了制動(dòng)延時(shí)，但因電磁吸盤(pán)制動(dòng)自身的特點(diǎn)也沒(méi)能從根本上解決制動(dòng)不平緩的問(wèn)題，并且在加了延時(shí)制動(dòng)后塔機(jī)的精確定位也失去了保障。另外，如果此裝置長(zhǎng)期運(yùn)行，摩擦片的磨損將會(huì)非常嚴(yán)重。為保障安全，用戶必須經(jīng)常檢查并及時(shí)更換損壞的摩擦片，這對(duì)丁期緊、任務(wù)重而且要在高空作業(yè)的用戶來(lái)說(shuō)很不方便。該制動(dòng)方式雖然在塔機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中應(yīng)用很成功，但因變幅機(jī)構(gòu)與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)要求不同（變幅機(jī)構(gòu)要求制動(dòng)常閉，而回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)要求制動(dòng)常開(kāi)，并且只有在頂升及特殊情況下才使用，正常情況下不允許當(dāng)剎車(chē)用），所以此方式在變幅機(jī)構(gòu)上的應(yīng)用很不理想。
為了解決以上問(wèn)題，經(jīng)過(guò)努力攻關(guān)，采取機(jī)械與電氣相結(jié)合的方式，使塔機(jī)變幅機(jī)構(gòu)的制動(dòng)最終取得了良好的效果。即在變幅機(jī)構(gòu)中仍采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且具有自鎖功能的蝸輪、蝸桿減速傳動(dòng)方式，而在電機(jī)的選擇上則選用了具有延時(shí)制動(dòng)功能的錐形轉(zhuǎn)子異步電機(jī)（圖3）。該種電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子為圓錐形，電機(jī)軸除了作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，還可以作軸向移動(dòng)。當(dāng)電機(jī)通電時(shí)，定子產(chǎn)生軸向磁拉力使轉(zhuǎn)子軸向向左移動(dòng)并壓縮彈簧，使制動(dòng)輪與制動(dòng)座脫離，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)斷電時(shí)，軸向磁拉力消失，在壓力彈簧的作用下，制動(dòng)輪復(fù)位實(shí)現(xiàn)電機(jī)的制動(dòng)。該電機(jī)在廠里QTZ40型塔機(jī)變幅機(jī)構(gòu)的試用中取得了良好的平緩制動(dòng)效果，滿足了塔機(jī)的國(guó)標(biāo)要求。也因其性能可靠和維護(hù)方便得到了用戶的認(rèn)可。此外，錐形轉(zhuǎn)子異步電機(jī)所具有的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、結(jié)構(gòu)緊湊、可頻繁啟動(dòng)、性能穩(wěn)定、成本低等眾多優(yōu)點(diǎn)也特別適用于塔式起重機(jī)，并且采用此方式在塔機(jī)的原電路及制造工藝上也不需要改動(dòng)，大大的降低了產(chǎn)品的改進(jìn)成本。現(xiàn)濟(jì)南建筑機(jī)械廠已生產(chǎn)并銷(xiāo)售此種變幅機(jī)構(gòu)的塔機(jī)100多臺(tái)，均未出現(xiàn)過(guò)質(zhì)量問(wèn)題，實(shí)踐證明此種制動(dòng)方式是完全成功的。
如今濟(jì)南建筑機(jī)械廠已將此成熟技術(shù)全面推廣至QTz4O、QTZ50、QrrZ63型的塔機(jī)變幅機(jī)構(gòu)中，均取得了理想的制動(dòng)效果。與以前的制動(dòng)方式相比，此種方式不僅結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量可靠、錐形轉(zhuǎn)子異步電機(jī)維護(hù)方便，而且制造成本低，極大的增強(qiáng)了濟(jì)南建筑機(jī)械廠塔機(jī)在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)能力。