白金龍，孫曉軍，孫海軍

(內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司巴潤礦業(yè)分公司， 內(nèi)蒙古包頭市 014080)

WK－20電鏟提升盤式制動器摩擦片急劇磨損的原因

白金龍，孫曉軍，孫海軍

(內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司巴潤礦業(yè)分公司， 內(nèi)蒙古包頭市 014080)

WK－20電鏟采用美國伊頓Airflex公司生產(chǎn)的DBB(S)系列盤式制動器，該系列制動器是彈簧壓緊，氣壓釋放，在實際生產(chǎn)作業(yè)中時常發(fā)生盤式制動器無法釋放的故障，造成盤式制動器摩擦片急劇磨損。對制動器急劇磨損的原因進行了分析，并提出了氣控系統(tǒng)的改進方案，避免了類似的故障再次發(fā)生。

WK－20電鏟；空壓機；盤式制動器；改進方案

0 前 言

WK－20型礦用挖掘機是太原重工新研發(fā)的大型采裝設(shè)備，可配套載重量為154～220 t的礦用自卸卡車，同時適用于年產(chǎn)量1000萬t以上的大型露天礦山的采裝作業(yè)。WK－20電鏟自從2010年在巴潤礦業(yè)投入使用后，給公司創(chuàng)造了很大的利益。但是由于白云鄂博礦區(qū)冬季長且寒冷，造成WK－20電鏟的氣路系統(tǒng)時常發(fā)生故障，嚴重影響設(shè)備的正常生產(chǎn)。

1 氣路系統(tǒng)各元件的作用

(1)礦用挖掘機空壓機組為全車用氣部件提供合格的氣源。排氣量一般為2m3/min，排氣壓力為12.5 bar。采用氣調(diào)型控制方式。

(2)WK－20機型上采用兩級壓縮活塞式空壓機，配套機型為南京英格索蘭公司的3000E20/12－FF，針對本機使用地域，增加空壓機的選配件以適應(yīng)使用需要?？諌簷C配套有低油位開關(guān)、曲軸箱自動加熱、儲氣包自動加熱及自動放水等各種功能，并且在氣路系統(tǒng)中增設(shè)膜式空氣干燥機、防凍器等特別配置。

(3)礦用挖掘機空氣系統(tǒng)使用的氣動元件主流配置為德國博世力士樂。操作電壓為AC220 V 50 Hz，主要為各執(zhí)行元件的開閉動作提供控制。(4)礦用挖掘機空氣系統(tǒng)的管路一般采用氣動膠管，接頭形式為美制JIC37。

2 氣路系統(tǒng)組成及工作原理

WK－20電鏟的氣路系統(tǒng)是由空壓機、防凍器、干燥器、各控制閥組、管道等元件組成。分為上下兩路進行輸送，上部氣路分別輸送到潤滑室內(nèi)氣動加脂(油)泵、提升和回轉(zhuǎn)制動盤、喇叭、推壓制動盤；下部氣路通過旋轉(zhuǎn)油氣接頭輸送到下部氣包，經(jīng)過再次儲存保壓后送到行走制動器。

3 盤式制動器的工作原理及急劇磨損的原因

3.1 盤式制動器的工作原理

齒輪1套裝在軸上而剎車總成則與機器的法蘭或支架相聯(lián)接。當壓縮空氣通過氣缸上的口入氣缸2后，氣缸及通過螺桿3，墊片4，間隔套5相連的壓緊盤6一起向遠離機器或安裝法蘭7的方向移動，安裝法蘭與固定支架或反作用力架相聯(lián)。壓緊盤將彈簧壓在不動的簧腔8上，使得騎跨在齒輪上的動摩擦盤9上的夾緊力消除，軸可以自由轉(zhuǎn)動。見圖1。

圖1 盤式制動器的工作原理

3.2 摩擦片急劇磨損的原因

通過分析現(xiàn)場發(fā)生的摩擦片急劇磨損故障，總結(jié)其故障原因有如下幾方面。

(1)在安裝過程中剎車和軸的同軸度應(yīng)保持在0.25mm之內(nèi)，如果不正確的對中會導(dǎo)致摩擦片、動摩擦盤、齒輪發(fā)生嚴重偏磨。

(2)在冬季由于天氣寒冷，管路發(fā)生凍結(jié)。導(dǎo)致盤式制動器不能完全釋放，導(dǎo)致摩擦片急劇磨損故障。

(3)盤式制動器正常打開的氣壓值為4.1～8.2 bar，如果氣壓低于4.1 bar制動器不能完全打開，造成摩擦片的急劇磨損。如果氣壓高于8.2 bar會損壞盤式制動器其它元件。

(4)在電氣系統(tǒng)中，如果壓力繼電器發(fā)生故障，不能準確的檢測壓力信號，導(dǎo)致盤式制動器并未打開提升電動機就開始工作，造成摩擦片嚴重磨損。

4 改進方案

(1)在安裝盤式制動器的過程中嚴格按照安裝技術(shù)要求進行操作，保證安裝精度。

(2)在進入冬季之前，提前將氣路系統(tǒng)中的干燥器和防凍器等元件進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)問題及時進行更換，做好入冬前的準備工作。

(3)將原有的英格索蘭公司生產(chǎn)的兩級潤滑活塞式空氣壓縮機改為復(fù)盛公司生產(chǎn)的SA15－37A型螺桿式空壓機，通過螺桿式空壓機的使用，很好的提高了壓氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性，有效的改善了由于風(fēng)壓不穩(wěn)定造成摩擦片的磨損。

(4)定期檢查氣控系統(tǒng)中的電磁閥、壓力繼電器等電器元件，對有隱患的元件及時進行更換。

5 復(fù)盛SA15－37A型螺桿空壓機壓縮原理及其應(yīng)用

螺桿空壓機的工作可分為4個過程，分別是吸氣過程、封閉及運輸過程、壓縮及噴油過程、排氣過程。

(1)吸氣過程。當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，主副轉(zhuǎn)子的齒溝空間在轉(zhuǎn)至進氣端壁開口時，其空間最大，此時轉(zhuǎn)子的齒溝空間與進氣口自由空氣相通，因在排氣時齒溝空氣被全部排出，排氣完時，齒溝仍處于真空狀態(tài)，外界空氣即被吸入，沿軸向進入主副轉(zhuǎn)子的齒溝內(nèi)，當空氣充滿整個齒溝時，轉(zhuǎn)子的進氣口端面轉(zhuǎn)離機殼進氣口，在齒溝間的空氣及時被封閉。

(2)封閉及運輸過程。兩個轉(zhuǎn)子在吸氣完成時，其主副轉(zhuǎn)子的齒峰會與機殼閉封，此時空氣在齒溝內(nèi)閉封不外流。當兩個轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動，其齒峰與齒溝在吸氣端吻合，吻合面逐漸向排氣端移動。

(3)壓縮及噴油過程。在輸送過程中，嚙合面逐漸向排氣端移動，其嚙合面與排氣口間的齒溝空間漸漸減小，齒溝內(nèi)氣體逐漸被壓縮，壓力升高。在壓縮的同時，潤滑油因為壓力差的作用而噴入壓縮機內(nèi)與空氣混合。

(4)排氣過程。當轉(zhuǎn)子的嚙合端面轉(zhuǎn)到與機殼排氣口相通時，被壓縮氣體開始排出，此時兩轉(zhuǎn)子的嚙合面與機殼排氣口之間的齒溝空間為零，即完成排氣。

實踐證明，復(fù)盛SA15－37A型螺桿空壓機應(yīng)用在WK－20電鏟中其運轉(zhuǎn)性能可靠、易損件少、噪聲低、振動小、工作效率高。由于該空壓機壓力上升快，避免由于系統(tǒng)壓力低造成設(shè)備零部件的損壞。有效的改善了設(shè)備的作業(yè)條件。

6 結(jié)束語

在實際生產(chǎn)作業(yè)中，設(shè)備運轉(zhuǎn)中會發(fā)生故障，應(yīng)查找故障的主要原因，從根本上對故障進行處理。本文提升盤式制動器摩擦片急劇磨損故障進行了分析，找出了摩擦片急劇磨損的原因，同時提出了相應(yīng)的改進措施，保證了設(shè)備的正常運行，提升設(shè)備的作業(yè)率。

[1]李新德.液壓與氣動技術(shù)[M].北京:中國商業(yè)出版社，2006，10.

[2]SMC(中國)有限公司.現(xiàn)代使用氣動技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社，2004.

2015-05-26)

白金龍(1985－)，男，內(nèi)蒙古呼和浩特人，本科，技術(shù)員，主要從事礦山機械維護與管理工作，Email:52275751 ＠qq.com。