摘要：提升機制動器的工作可靠性是固有可靠性和使用可靠性的綜合反映。固有可靠性是由制動器設計、制造及材料等因素決定的,在制動器產品出廠時便已明確,使用可靠性則是安裝、維護及操作等因素決定的,它反映了制動器固有可靠性在實際運行中的發揮程度。該文針對目前提升機盤式制動系統易出現的故障及隱患,分析了影響可靠性的相關因素,提出了提高設備安全運行的維護意見。
關鍵詞：盤式閘;制動系統;可靠性
Abstract: the working reliability of hoist brake is inherent reliability and use the comprehensive reflection of reliability. Reliability is inherent by brake design, manufacture and material of factors determine, in the brake products have made clear when it, use reliability is installation, maintenance and operation, factors, it reflects the inherent in actual operation reliability of the degree of play. This article in view of the current disc brake systems are vulnerable to hoist the fault occurred and potential problems, this paper analyzes the impact of the reliability related factors, put forward to improve the safe running of the equipment maintenance opinion.
Keywords: disc brake; Braking system; reliability
中圖分類號： TD534 文獻標識碼：A 文章編號：
0、引言
盤式制動器的故障，是指制動器未能達到設計規定的要求(如制動力矩不足或制動減速超限)，因而完不成規定的制動任務或完成的不好。盤式制動器有許多故障，但并不是所有故障都會造成嚴重后果，僅是其中一些故障會影響制動器功能或造成事故損失。因此，在分析制動器故障的同時，還需要對故障的影響或后果進行評價，這稱為故障模式和影響分析(FMEW )。
制動系統中包括功能件、組件和零件。所謂功能件是指由幾個到幾百個零件組成的，具有獨立功能的子系統，例如液壓站、盤閘、控制臺;組件是由兩個以上的零部件構成的并在子系統中保持特定功能的部件，如電磁閥、電液調壓裝置;零件是指無法繼續分解的具有設計規定的單個部件。一般情況下，零件故障都可能導致制動器的故障。
制動裝置各單元之間常常表現為串聯關系,而多副盤形閘的制動力矩則是表決狀態關系(或簡化為并聯關系),這些復雜的功能關系使制動裝置的可靠性評定比較復雜。在實際工作中,制動裝置可靠性評定分為理論可靠性評定和現場可靠性評定。
一、理論可靠性評定
當前,提升機制動器多以制動力矩來衡量其可靠性,制動閘的制動可靠性
Rb=RsRf
式中 Rs、Rf———彈簧可靠性、摩擦可靠性。
1、彈簧可靠性分析
盤式制動器的壓力彈簧由n片碟形彈簧迭加而成,彈簧的系統等效剛度是單片彈簧的1/n。碟簧系統中若有彈簧失效,整個系統的彈簧總壓力會減小,壓力減小的幅度取決于碟簧失效的片數及失效形式。若碟形彈簧系統一片碟簧失效,制動器便存在不可靠隱患,盡管此時制動器還有能力剎車停車。
碟形彈簧的可靠性評定應以實驗室試驗數據為基礎。將各分布函數線性化處理,對子樣試驗數據用線性化分布函數去擬合,在滿足顯著水平的條件下選取相關系數r最大值的一個作為母體的分布函數,并且由分布函數計算分布函數的估計值。
2、摩擦可靠性分析
制動器的摩擦可靠性定義為“制動器摩擦力矩大于提升機靜力矩的能力”。由于提升機制動器的制動力矩設計取有一定的儲備系數,因而制動力矩一般都大于靜力矩。制動力矩由n副閘瓦產生,只要其中仍有k副閘能夠產生大于靜力矩的制動力矩,則表明制動器實際上還具有制動能力。制動器的摩擦可靠性是以表決模型表示的,記作k/n(G)。
假設每副閘的摩擦可靠性分布函數相同,系統的摩擦可靠度
Rf=∑
n-k
i=0
CinRn-i(1-R)i
R=R(t)RμRδ
式中 R———單副制動閘的摩擦可靠度;
R(t)、Rμ、Rδ———摩擦可靠度、摩擦系數可靠度、閘瓦間隙可靠度。
若摩擦系數變化呈現正態分布規律,則
Rμ=-1(μ-μ0σμ)
式中 μ、σμ、μ0———摩擦系數平均值、摩擦系數標準差、制動器設計所取用的摩擦系數值。
一般情況下都把閘瓦間隙調整為1 mm左右。
在制動器設計過程中,碟形彈簧的預緊量計算是按閘瓦間隙量為1~1·5 mm進行的。若實際間隙超過此值,產生制動正壓力下降的問題。因為碟簧正壓力值的變化與閘瓦間隙成正比關系,所以,閘瓦間隙的可靠度
Rδ=-1(δ-δ0σδ)
式中 δ、σδ、δ0———閘瓦間隙的平均值、閘瓦間隙的標準差、閘瓦間隙設計值。
二、現場可靠性評定
1、制動器的故障模式
根據現場試驗總結,制動器的故障模式從制動器的故障模式分析不難看出,保證制動器固有的可靠性的主要維護工作包括:
(1)制動閘瓦與閘盤間隙的調整;
(2)閘盤污染控制;
(3)制動器內部各部件的維護水平;
(4)液壓站油壓值整定及殘壓限制。
在以上4項維護工作中,若有一項維護工作未做好,都會影響制動器的固有可靠性發揮。因此,維護可靠性是這4項單元可靠性的串聯組合,即
RM=RbRdRnRh
式中 Rb、Rd、Rn、Rh———閘瓦同步貼閘可靠性、閘盤污染可靠性、制動器內部維護可靠性、液壓站殘壓可靠性。貼閘可靠性是指制動器所有制動閘同步貼閘的能力,若貼閘能力差,則制動力矩達不到設計值,固有可靠性保障能力差。
2、可靠性評定
閘盤污染可靠性是指污染閘盤與閘瓦摩擦制動力矩不減值的能力;制動器內部維護可靠性是指制動器內部維護狀態良好,彈簧、活塞不出現損壞的能力;殘壓可靠性是指液壓站殘壓不超過規定值的能力。由于當前維護工作和結構設計中對閘盤污染都給予高度重視,所以,發生人為污染的概率非常小。殘壓可靠性與液壓系統故障和電液閥調整、閥彈簧的抗疲勞能力有關,制動器內部維護通過制定切實可行的維護制度來保障。因此,維護可靠性的重點在于閘瓦間隙調整而影響貼閘可靠性。一般情況下,制動閘不同步的原因在于閘瓦間隙差別和油缸阻力差別。貼閘油壓離散程度能夠反映制動閘的貼閘可靠性,貼閘油壓越集中,同步貼閘數目越大,貼閘可靠性也越高;反之,貼閘油壓愈分散,貼閘同步性愈差,貼閘可靠性也愈低。若在合閘過程中,瞬時貼閘的閘瓦數為i,則貼閘可靠性
Rb=i/n
衡量貼閘可靠性高低的指標可用每個瞬間貼閘可靠度的平均值來表達,即
Rb=∑ni=1Rbint
式中 nt———貼閘序列子樣數。
盤式制動器閘瓦間隙的調整
三、裝配盤式制動器閘瓦時的有關要求和調整方法如下：
1、閘瓦與制動盤的間隙：新的為1mm;使用中的不大與2mm。安全規定閘盤偏擺最大1.5mm(規程要求0.5mm)。由于偏擺大造成閘開關誤動作，無法正常生產。經多次調試效果不理想，有的不得不降低動作范圍。
2、安裝閘瓦時，應首先檢查和實驗閘瓦襯板中部的孔和簡體上的銷子直徑，它們的配合必須是滑動配合。如裝配時太緊，必須將襯板孔修刮，否則以后去下來是很困難的。同時將它們清洗后其滑動面要涂上防銹漆，以免銹死不易取。
3、為了使閘瓦獲得良好的摩擦接觸面，應將試裝后的閘瓦取下，以襯板為基準刨削閘瓦，直到刨平為止。
4、為了避免損壞活塞上的密封圈而產生的漏油現象，盤式制動器在安裝或大修后第一次調整閘瓦間隙時，必須首先將調整螺栓向前擰入，使閘瓦與制動盤貼合，然后分三級進行調整：第一次充人等于最大工作油壓值的1/3的油壓，制動器盤式彈簧受油壓作用被壓縮一個距離，隨之將調整螺栓向前擰入一些，推動閘瓦向前移，直到與制動盤相貼合;第二充人最大工作油壓值的2/3的油壓，調整方法與第一次相同;最后充入最大工作油壓值油液，調整到使閘瓦與制動盤保持1mm間隙為止。
5、更換閘瓦時要注意不要全部換掉，那樣會造成由于新閘瓦接觸面積小而影響制動力距，應逐步地交替更換，即先更換一副制動器的兩個閘瓦，讓它們工作一段時間，使其接觸面積達到要求之后，再更換另一副制動器的閘瓦。
四、結語
提升機盤式制動裝置的可靠性研究內容豐富,還有很多內容需深入探討和研究。研究結果有利于現場工程技術人員了解設備運行的可靠性規律,制定科學的設備維護制度,增強規范性,克服盲目性,以保證設備安全高效運行。
參考文獻：
[1] 王家棟.礦井提升技術性能測定與分析[M].北京:中國礦業大學出版社,1993.
[2]顧履平.實用可靠性技術[M].北京:機械工業出版社,1992.
