浅析锥形制动器常见故障及处理措施

（南四湖水利管理局韩庄水利枢纽管理局 277600）

锥形转子制动三相异步电动机（以下简称为电动机）具有停电自制动的能力，广泛应用于电动葫芦上作为起重和卷扬机等起重设备。在实际应用中，锥形制动器在检修行车的功能是用来控制电动机转动以及惯性运动。本文通过韩庄节制闸和其他工程应用实例，分析锥形制动器常见故障形成原因并提出相应的处理措施，为解决实际应用中的制动故障提供参考。

1 结构原理

电动机现用型号为YEZ。此类电动机转子外圆和定子内圆均为圆锥形，其锥形制动环镶于风扇制动轮（5）上；静制动环（6）镶在后端盖上。小型锥形转子三相异步电动机的结构见图1。

定子通电前，即电动机静止时，转子在弹簧（1）和弹簧（2）的作用下，向轴伸方向平移，使外风扇上的动制动环和端盖上的静制动环相接触，其静摩擦力可阻止转子的转动（包括带一定的转向负载转矩）。

定子通电后，由于电磁力的作用，转子将向风扇端平移。从而压缩弹簧（1）和弹簧（2）并使动制动环离开静制动环，使转子脱离制动状态，开始加速运转达到正常工作状态。

定子断电后，作用在转子上的轴向力随之消失，在弹簧（1）和弹簧（2）的作用下，动、静制动环相控并产生制动力矩，很快停转并处于制动状态。

2 工程应用实例分析

2.1 案例一

2.1.1 故障现象

韩庄节制闸在施工过程中运行1#检修行车，提升检修闸门过程中不能及时制动，导致检修闸门向下滑行10cm左右后才能制动停止。

2.1.2 故障诊断分析及排除

经拆解电动机检查后，发现是制动轮表面有油污，摩擦系数减小导致制动力矩减小故刹不住车。

拆掉后端盖，发现锥形制动器静动两摩擦面有油污，导致两摩擦表面打滑。用汽油清除制动两摩擦表面干净后并晾干，用细纱布打磨端盖，安装调试并完成后，运行平稳，制动灵活，验收合格。

由此可见，维修保养时制动摩擦面应禁止沾油污，做好防护措施。若发现制动环上有油污等，应卸下风扇制动并作清理后再复位。

2.2 案例二

2.2.1 故障现象

韩庄节制闸在汛前检查时，其中2#检修行车空载运行正常，荷载吊装检修闸门过程中停车制动时制动不及时，检修闸门向下缓慢坠落，按下降按钮通电后牵制检修闸门缓慢降落，停放到门槽锁止梁门槽孔口上。

2.2.2 故障诊断分析及排除

造成降低制动力矩刹不住车很容易造成拉伤制动摩擦轮表面，危害性较大。

拆除电动机后端盖，发现摩擦面磨损严重，更换新端盖和转子制动环后，调整时，可通电或用力压电动机轴伸端面进行观察，通常轴向移动量为1.5mm左右为宜。根据经验，先按顺时针旋紧螺母到旋不动为止，再反向旋松该螺母1圈半左右，一般可达到调整要求。反复试验调整制动间隙，实际制动间隙调整到1.7mm，运行正常。

2.3 案例三

2.3.1 故障现象

韩庄节制闸启闭机是双吊点两同步运行锥形制动电动机，23#启闭机起升闸门停车时发现不能同步停车，靠机旁操作柜侧的电动机制动器发生有延迟的现象。

2.3.2 故障诊断分析及排除

拆开定子制动罩后发现固定螺母松动，原因是厂家出厂安装时锁母没有锁紧造成螺母松动，经检查制动摩擦面磨损间隙都正常。判断为主弹簧制动力矩过小回弹力不够或弹簧疲劳老化造成风扇制动轮与后盖的窜动量偏大，导致制动时间过长。

具体调整方法如下，取下尾罩，拆去螺钉，适当地旋紧至不动为止，使风扇制动轮锥面紧贴后端盖锥面，然后将锁母反向旋转2/3 圈，拧上螺钉即可，基本保证电动机主轴轴向窜动量一般在1～1.5mm。经过反复调试后，试车运行正常确保两吊点制动器制动同步。

设备出厂前均经过调试，制动器调节到最小轴向窜动，约为1～1.5mm，轴向窜动随着制动器的磨损而增加，若其值大于3mm 或者当制动下滑距离超过V 升/100mm时，V 升为起升速度，应及时调整，否则会严重影响制动效果。

2.4 案例四

2.4.1 故障现象

图1 YEZ系列锥形转子三相异步电动机结构图

枣庄某矿服务公司用的大型桥式起重机在一次运行吊装设备过程中提升过程中，发现升降主电动机异响并没有及时采取检修等措施，起升过程中当按停止按钮时，制动失灵吊装设备急速下滑，司机想用电动机复电牵制设备下滑速度，紧急按上升和下降按钮电动机无电没有反应，无法恢复制动。吊装的矿用设备迅速坠落并砸坏运输车箱，导致吊装物摔报废，并造成一名工人受轻伤。

2.4.2 故障诊断分析及排除

厂家派技术人员现场拆解电动机发现轴向复位弹簧锈蚀并折断卡死，弹簧出现疲劳屈服，转子无法轴向移动并卡死。产生故障的主要原因是电动机的密封圈老化失效导致进水锈蚀，电动机平时存放在露天并没有做好防灰尘防雨水措施。

更换制动弹簧和油封安装调试后故障排除。需要注意的是更换制动弹簧需要用专用工具拆装弹簧，安装弹簧时垫圈销必须和轴端上的花键槽错开锁止，并涂抹适量润滑油脂，否则弹簧跟随转子转动造成弹簧损坏失效。

后经矿安全部门和厂家技术人员鉴定造成事故的原因是机电技术工人对安全意识淡薄、疏忽大意，运行前发现电动机异常没及时检查，没有定期对设备进行检查、维护，造成起重设备的故障隐患，造成企业巨大的经济损失。

3 常见故障及处理措施

3.1 常见故障一

3.1.1 故障现象

制动环磨损，致使制动轮与刹车面间隙过大。

3.1.2 处理措施

调整风扇制动轮间隙，轴向移动以1.5mm 为佳；上下启动电机，观察制动轮与后盖的间隙。

3.2 常见故障二

3.2.1 故障现象

弹簧压力过小或压力弹簧疲劳。弹簧调整不当、张力小而导致制动力矩减小、刹不住车而产生溜车或溜钩现象。

3.2.2 处理措施

重新调整制动器使其主弹簧张力增大。在制动弹簧与转子铁芯间加一个垫圈，或在支承圈与轴承间加一垫圈，目的缩短弹簧长度，使其压力略有提高，垫圈的厚度约1～3mm；弹簧疲劳弹力减少，应更换同规格的新弹簧。

3.3 常见故障三

3.3.1 故障现象

制动环松动，受潮或有油污。

3.3.2 处理措施

紧固松动部位、用煤油或汽油清洗两摩擦面并晾干。更换制动弹簧、制动环。

3.4 常见故障四

3.4.1 故障现象

制动环与后端盖的锥面接触不良，后端盖刹车面加工粗糙，制动轮后端平面与锁紧螺母端面未与轴线垂直，使电动机制动时受力偏移。

3.4.2 处理措施

检查制动轮的制动环与后盖的接触面是否吻合，如果不吻合，应加工制动环锥面，保证风扇制动轮与后盖吻合。

检查制动弹簧，制动动、静闸片，电机的轴承，电机的轴向间隙，电机线圈的直阻等。

4 外在因素引起的制动故障

制动器的判断靠现场工作经验来判断，如外在故障，由于电源、电动机故障、限位、荷载传感器等出现问题后，判断不正确拆开制动器误事误工造成不必要的损失。

5 结语

水利行业应加强对技术操作和维修养护人员的技能培训，从锥形制动系统故障诊断到维修，务必严格按照规范的诊断步骤认真检查相关的工作及磨损情况，在检修中，发现部件磨损或损坏达到更换程度的，一定要及时更换。需要特别注意的是，制动系统故障原因的正确诊断与否直接影响到维修工作效率、工作安全的可靠性■