依據(jù)TSG的要求設(shè)計(jì)的CD10 t電動(dòng)葫蘆起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)卷筒的安全制動(dòng)器。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、零部件少。制動(dòng)力矩隨著載荷的增大而增加，滿載時(shí)制動(dòng)力矩達(dá)最大值。錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸、電動(dòng)機(jī)的工作制動(dòng)器、聯(lián)軸器、中間軸、減速器傳動(dòng)齒輪和齒輪軸及空心軸的任何部位發(fā)生破斷時(shí)，安全制動(dòng)器都能可靠地支持住額定載荷。當(dāng)工作制動(dòng)器發(fā)生故障，不能支持住載荷而發(fā)生載荷下降時(shí)，安全制動(dòng)器也能正常工作支持住載荷，由于零部件沒有損壞，此時(shí)按動(dòng)電動(dòng)葫蘆的起升按鈕，讓載荷上升一段距離，安全制動(dòng)器可恢復(fù)到不工作狀態(tài)，再按動(dòng)電動(dòng)葫蘆下降按鈕，讓載荷平穩(wěn)著地。可檢修或調(diào)整錐形電動(dòng)機(jī)的工作制動(dòng)器。
 

       圖1為安全制動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意圖。其工作原理：當(dāng)工作制動(dòng)器失靈或傳動(dòng)部件破斷，載荷快速下降使離心塊3在離心力作用下打開，擋塊5快速卡住離心塊3并緊壓住制動(dòng)臂1，摩擦片2壓緊卷筒讓載荷停住。

       10 t電動(dòng)葫蘆安全制動(dòng)器應(yīng)重視的設(shè)計(jì)難點(diǎn)：

(1)制動(dòng)低速軸的設(shè)計(jì)。制動(dòng)器放在卷筒內(nèi)，外徑0．35 In的卷筒內(nèi)腔空間很小，而制動(dòng)力矩相對(duì)較大。當(dāng)制動(dòng)安全系數(shù)取1．25，制動(dòng)力矩是11．1 N ·m 。

 

圖1 安全制動(dòng)器示意圖

左側(cè)：制動(dòng)狀態(tài)右側(cè)：閉合狀態(tài)

1．制動(dòng)臂2．摩擦片3．離心塊4．離心塊座5．擋塊6．滾動(dòng)軸承7．軸栓8．臂座

       (2)摩擦片比壓力大。應(yīng)當(dāng)選擇容許比壓力P≥1 N／mm，摩擦系數(shù)f>-0．45，最高容許溫度t≥200℃的摩擦片。纏繞在卷筒一側(cè)的油浸鋼絲繩因安全制動(dòng)器工作，卷筒溫度升高而失去油的潤滑鋼絲繩鋼絲易斷裂。

       (3)電動(dòng)葫蘆低速級(jí)破斷，如空心軸或最后一級(jí)大齒輪破斷，載荷下降快，安全制動(dòng)器能夠快速制動(dòng)；如果是高速軸破斷，因高速軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，而慢速軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)化到高速軸僅為高速軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的15％ ，載荷下降速度有一個(gè)加速過程，在卷筒達(dá)到一定轉(zhuǎn)速，離心力才能將離心塊打開，安全制動(dòng)器才能制動(dòng)住載荷。因此，可能造成安全制動(dòng)器不能快速制動(dòng)。

        二、10 t電動(dòng)葫蘆的工作級(jí)別與使用工況的適應(yīng)性

        目前國產(chǎn)額定起重量大于5 t的電動(dòng)葫蘆，只有CD型10 t電動(dòng)葫蘆，其工作級(jí)別是M3。M3工作級(jí)別按機(jī)構(gòu)的利用等級(jí)為T2～T4，載荷狀態(tài)L1、L2。利用等級(jí)T2～T4設(shè)計(jì)壽命為8年，工作時(shí)間為800～3 200 h，年工作100～400 h， 日工作0．4～1．6 h(其中一半是吊載時(shí)間，另一半是空載時(shí)間)，一天吊載時(shí)間僅12～48 min。利用等級(jí)屬于不經(jīng)常使用或經(jīng)常輕閑使用。機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài)是u～L2，載荷譜系數(shù)Km=(0．125～0．25)，在一半空載一半吊載荷時(shí)間中， 吊額定載荷的時(shí)間僅占10％ ～16．7％ ；吊載荷的重量是額定載荷的10％一20％ ，占用的時(shí)間為40％ ～50％ ；其他時(shí)間吊載荷的重量是額定載荷的40％ ～73．3％。但是吊運(yùn)熔融金屬的起重設(shè)備多指冶金起重機(jī)，包括鑄造起重機(jī)，主起升機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別為M6、M7；利用等級(jí)T6、T7；載荷狀態(tài)L3、L4。由此分析可知：工作級(jí)別為M3的10 t電動(dòng)葫蘆是不能滿足鑄造車間使用要求的。雖然小型鑄造廠與大型冶金鑄造廠生產(chǎn)規(guī)模不能相比，但是它們均屬吊運(yùn)熔融金屬的生產(chǎn)設(shè)備。此時(shí)電動(dòng)葫蘆的工作級(jí)別應(yīng)當(dāng)是M5、M6；利用等級(jí)是T5、T6，一年工作時(shí)間應(yīng)為3．25～6．46 h；載荷狀態(tài)為l2、L3，載荷譜系數(shù)K =(0．25～0．5)。目前國內(nèi)沒有工作級(jí)別為M5、M6的電動(dòng)葫蘆，文獻(xiàn)[3～4]提出了提高工作級(jí)別的設(shè)計(jì)方法，由現(xiàn)在生產(chǎn)的M3級(jí)電動(dòng)葫蘆提高到M5，M6，起重量按R10優(yōu)先數(shù)降級(jí)，由5 t和10 t降到4 t、3．2 t和8 t、6．3 t。將原設(shè)計(jì)的電動(dòng)葫蘆按改變后的起重量和工作級(jí)別，對(duì)吊鉤、鋼絲繩、卷筒、減速器齒輪輪齒、齒輪軸、滾動(dòng)軸承、單鍵和花鍵、聯(lián)軸器等主要零部件進(jìn)行了校核性計(jì)算。相應(yīng)配套的錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)可以按工作級(jí)別M5、M6；起重量分別按4 t、8t和3．2 t、6．3 t(起升速度不變)；功率分別為5．6 kW、9．8 kW (JC25％ )和4．5 kW、7．7 kW(JC40％)選配錐形電動(dòng)機(jī)；或是利用現(xiàn)有的錐形電動(dòng)機(jī)，按上述功率和接電持續(xù)率進(jìn)行型式試驗(yàn)確定。應(yīng)將生產(chǎn)出廠的10 t電動(dòng)葫蘆性能參數(shù)重新標(biāo)注為起重量P =80 kN，起升速度V=7 m／min工作級(jí)別M5(JC25％)；起重量P =63 kN，起升速度V=7 m／min，工作級(jí)別M6(JC40％ )。

       三、 預(yù)防電動(dòng)葫蘆制動(dòng)器載荷墜落的措施

       CD／MD電動(dòng)葫蘆自生產(chǎn)應(yīng)用以來，很少發(fā)生減速器事故造成載荷墜落。但是10 t電動(dòng)葫蘆曾多次在國外和國內(nèi)發(fā)生中間軸彎曲從聯(lián)軸器滑脫使載荷墜落。文獻(xiàn)[5]分析了10 t電動(dòng)葫蘆用輪胎聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)缺陷。企業(yè)現(xiàn)已做了改進(jìn)，在起升高度H≥18 in的卷筒內(nèi)焊接軸承座用滾動(dòng)軸承支承中間軸；并改用爪形彈性聯(lián)軸器。為使CD／MD電動(dòng)葫蘆能安全吊運(yùn)液態(tài)金屬和危險(xiǎn)品，文獻(xiàn)[6～7]介紹了用于電動(dòng)葫蘆的支持制動(dòng)—— 載荷自制式制動(dòng)器和鉗式制動(dòng)器。裝2個(gè)支持制動(dòng)器時(shí)，每個(gè)制動(dòng)器的安全系數(shù)不能低于1．25。這比裝1個(gè)支持制動(dòng)器不低于允許值1．5小。電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)力矩可以調(diào)控在超過并接近1．25的范圍，2個(gè)支持制動(dòng)器在高速軸的2端，制動(dòng)效果好，相對(duì)動(dòng)載小，對(duì)制動(dòng)電動(dòng)機(jī)沖擊小。