索道电磁离合器的检查、维护及故障案例分析

徐 颖，张磊磊

(泰山索道运营中心，山东 泰安 271000)

脱挂式索道以其运输量大、安全可靠等优点逐渐成为发展的趋势，由于在线路上挂在钢丝绳上高速运行，而在站内脱索在推车装置的推动下低速运行，因而车距系统成为其重要的一个环节.车距系统可以保证在每天早上正式对外运营前将缆车车厢均匀分布在整个线路上，同时在正式运营时，可以保证车厢的间距，从而不会因意外事故发生碰撞.因而作为车距系统主要设备的电磁离合器，其平时的检查维护就及其重要，下面通过对电磁离合器的原理及实际的案例分析，介绍排除故障的分析步骤和离合器日常维护保养时应注意的问题和方法.

1 电磁离合器的原理

离合器是一种可以通过各种操纵方式，实现主、从动部分在同轴线上传递运动和动力时具有接合或分离功能的装置.离合器有各种不同的用途，根据原动机和工作机之间或机械中各部件之间的工作要求，离合器可以实现相对起动或停止，以及改变传动件的工作状态，达到改变传动比，如传动件之间相互同步或超越运动.此外，离合器还可以作为起动或过载时控制传递转矩大小的安全保护装置.

2 电磁离合器的分类

按离合器结合元件传动的工作原理，可分为嵌合式离合器和摩擦式离合器;按实现离合动作的过程可分为操纵式和自控式;按离合器的操纵方式，则可分为机械式、气压式、液压式和电磁式等.

3 电磁离合器的优缺点

脱挂式索道在站内防撞系统的车距控制中，较多的使用了电磁式离合器，如图1所示，其作用是控制吊具间的距离以保证索道的运行安全.电磁离合器是利用激磁线圈电流产生的电磁力来操纵接合元件，使离合器接合或脱开的装置.其特点包括起动力矩大，动作反应快，离合迅速;结构简单，安装维修方便，使用寿命长;可实现集中控制和远距离操纵，控制简单，功率小等优点.但电磁离合器有剩磁，影响主、从动部分分离的彻底性;而且影响相邻有关部件，使之磁化;吸引铁屑，影响传动系统的精度和工作寿命等缺点.

图1 多贝玛亚车距调整系统

4 电磁离合器的检查维护

情形一:某索道在正常运营时，下站弯道道岔位置一个吊厢突然不能正常移动，观察发现整个弯道传输轮胎停转.在检查弯道三角带及皮带轮轴承装置没有异常的前提下，故障原因应为车位3离合器故障卡死，造成弯道区传输轮胎停转.由于正处于游客高峰期，不能长时间停车，立即将车位3电磁牙嵌式离合器电源接线解除，松开制动器扭矩支架螺丝，使该离合器处于自由转动状态，恢复索道运转，将线路上游客运至两站.停运后将备用离合器以及整套轮胎鞍座对车位3离合器进行了整体更换，经试运转恢复索道正常运营.故障离合器为电磁牙嵌式离合器，其结构如图2，其中开关环与转子通过销钉联接为一体.对故障离合器进行拆检后查明，故障原因为电磁线圈转子与电磁线圈壳体研磨卡死.造成离合器研磨的原因可能是外部铁屑颗粒被吸入，由于转子外壁与线圈壳体内腔的间隙较小，微小的铁屑颗粒就会造成两部件间的研磨，当研磨产生的铁屑聚集到一定程度时就会使转子与线圈壳体内腔卡死，离合器无法转动产生故障.

图2 电磁牙嵌式离合器

从上述离合器故障分析应得出总结，在日常设备维护工作中，应定期检查离合器的转动情况，定期通过气泵清理等方式去除离合器中的尘土、铁屑，或者定期(每季度或半年)对离合器进行拆检，清除吸入的铁屑等杂物.

情形二:索道在运行挂车时，发车位和等待1都停有车厢，当下一个车厢到达等待2时本应停住，但该车厢却没有被停住而造成与等待1处的车厢挤车.这时首先检查是否是等待2处接近开关失效或位置需要调整，合适的接近开关位置可以使离合器动作时，车厢正好停在离合器所在轮胎的下方，抱索器的摩擦板与前后传动轮胎都不接触.然后对制动器的电磁线圈电压等电气回路及信号进行检查测量，未见异常，从而排除外部原因引起的故障.等待2处制动器采用的是电磁圆盘摩擦片式离合器，其结构如图3所示.对制动器的间隙进行测量后发现，该间隙小于规定的0.5mm的要求.当该间隙减小时，表明摩擦片磨损.故障的原因是摩擦片磨损造成的制动力不足，应对磨损的摩擦片间隙进行调整或者更换.

图3 电磁圆盘摩擦片离合器和制动器

另外在高速运行挂车时，电磁摩擦片式离合器制动性能可能会造成影响.离合器的联接系统如图4所示，其接合过程如图5所示，在接合前，主、从动部分各自以角速度ω1和ω2转动，接合开始后，主动部分将动力传至从动部分，使从动部分克服阻力矩而加速转动，而主动部分由于输出动力，转速稍有下降.经过时间t1后，主、从动部分角速度趋于相等，接合过程完成.此后，整个系统同时加速直至恢复到主动部分在接合前的转速，根据运动关系可得:

式中Tn——原动机的驱动转矩(N·m);

Td——离合器的动转矩(离合器的计算转矩Tc)(N·m);

T——从动机对离合器的工作转矩(N·m);

I1、I2——主从动部分的转动惯量(kg·m2);

ω1(t)、ω2(t)——与时间有关的主从动部分的角速度(rad/s)

式中 n1、n2——离合器结合前主、从动部分的转速(r/min).

从上式可知道接合时的转速差对接合时间的影响较大.在高速挂车时，发车位、等待1、等待2处的电磁离合器接合动作较为频繁，由于转速差大时离合器的接合时间长，如果离合器的性能不稳定或不可靠，就可能出现制动离合器吸合时未能及时动作，也可能造成故障发生.

图4 离合器的传动简图

图5 摩擦离合器的接合过程

总之，索道的维护需要技术人员具有高度的责任心，严格按照技术手册的要求完成检查维护，还要熟悉设备的原理和性能，才能更好得根据故障现象分析出故障的原因.

［1］成大先.机械设计手册(第三卷)［M］.北京:化学工业出版社，2006.

［2］李水良，杜迎慧，闫守成.基于HCS单片机PWM的电磁离合器结合强度控制分析［J］.重庆工学院学报(自然科学版)，2009，23(11):11－14.