赵冬杨 孙如丹 李亮

摘  要： 本文所提及3台盘车机刹车延时主要由柴油机惯性力带动电机，因绕组残余续流的存在并不能突降至零，刹车模块直流输出同理不能瞬间降至零，导致刹车延时，并根据柴油机不平衡惯性力的大小而造成了刹车时间的长短。因刹车延时而出现的刺耳声音是由于控制箱断电瞬间柴油机惯性力使电机突然提速发出的（盘车机由出力变不出力）。刹车延时会加剧刹车片的磨损，从而导致盘车机刹车片抱死。可以根据优劣对比的侧重点，选用两种不同型号整流模块的其中一种。

关键词：盘车机、刹车延时、刹车片抱死、整流模块、电机绕组残余续流

0.引言

盤车机作为车间装机过程中重要零部件，影响到柴油机的质量和安全，以及可能由故障等工导致的生产节点延期。本文结合近期连续发生的3台主机盘车机故障情况，仅通过盘车机刹车故障现象和解决过程进行分析，作为后续盘车机使用和分析的参考。

故障机器及现象例举

2020年初，车间连续3台盘车机使用过程中出现故障，分别为X92DF某机型1、S60MEC某机型、X92DF某机型2，故障原因都与刹车有关，以下为故障机器及现象例举：

X92DF某机型1（上海某盘车机厂家）

柴油机装机，按发火顺序吊装6根连杆后出现盘车机刹车片抱死故障。厂家进厂拆解刹车装置（敲击使粘咬的刹车片松脱）后重新安装，盘车机可以盘车;随后盘车短时间再次抱死，多次拆解并调整制动盘间隙仍无法解决刹车片抱死问题。更换刹车装置备件，问题未解决。更换同机型盘车机电机总成，盘车机可以盘车，继续吊装2根连杆（即共计吊装8根连杆）后再次出现刹车片抱死;随后更换较为光滑刹车片（抱死刹车片拆除，电机贴合面粘咬颗粒清除），抱死现象解决，但刹车延时现象仍存在（遥控手柄按钮松脱后延时约0.5-1秒电机停止转动，并伴有“呜…”的刺耳声音），并在较频繁点动盘车工况下控制箱热继电器跳闸频发;再通过分解刹车装置，反复调节内部弹簧的垫片来提升弹簧松紧度，以及制动盘的间隙调整，均未能解决刹车延时。继续采取调整措施：将电机总成更换为另一厂家型号，仍有刹车延时，但控制箱跳闸频发现象消失，厂家保驾继续吊装连杆，从第9根到第12根，随着负载不平衡减小刹车延时时间逐渐减小。

厂家将电机总成换回柴油机原配电机，并更换了新刹车片，刹车延时仍存在（不平衡负载减小，延时约0.2-0.5秒）;后将刹车装置整流模块交流电源进由电机绕组改至控制箱，刹车延时现象消失，可以实现遥控手柄按钮松脱电机立即停止转动。

S60MEC某机型（重庆某盘车机厂家）

柴油机装机，按发火顺序吊装2根连杆后出现盘车机抱死故障，经检查为电机内整流模块（与1.1章节所述上海某盘车机厂家内整流模块型号不同）烧损，更换同批次仓库内盘车机整流模块，盘车机可以盘车。班组继续吊装连杆，短时间内盘车机再次抱死，经检查新更换整流模块再次烧损;更换为上海某盘车机厂家内整流模块，继续试验可长时间盘车，但出现1.1章节所述刹车延时现象，同1.1将整流模块交流电源进由电机绕组改至控制箱，刹车延时现象消失。

X92DF某机型2（上海某盘车机厂家）

柴油机拆机，按发火顺序拆挂至剩4根连杆后出现盘车机抱死故障，敲击使刹车片松脱后可继续盘车，但出现1.1章节所述刹车延时现象，同1.1将整流模块交流电源进由电机绕组改至控制箱，刹车延时现象消失。

原因分析

盘车机刹车装置动作原理

如图1，电机刹车装置剖面图。件号2电机后端盖、件号7刹车装置衔铁板、件号5刹车片（制动盘）、件号5通过件号1.6键固定在电机轴上;件号9电磁铁，件号19制动弹簧（两圈共12个）;δ气隙即刹车片制动距离（X92DF机型厂家推荐0.65±0.05mm）。

如图2，刹车装置接线图（2.5章节型号1）。整流模块接线端子1.2交流进，接电机绕组端子，接线端子5.6直流出供刹车装置（图1件号9），半桥整流，AC440V进，DC198V出（0.45×440）。

电机起动：起动，控制箱送电至电机绕组，整流模块端子1.2得电，端子5.6直流输出至件号9电磁铁得电，吸合件号7衔铁板，压缩件号19弹簧，件号5刹车片与左右件号2件号7有间隙δ气隙，电机旋转。

电机制动：停止，控制箱断电，件号9电磁铁失电，件号19弹簧复位，推件号7衔铁板，件号7与件号2将件号5刹车片夹牢，因件号5通过键与电机轴连接，电机停止旋转。

刹车延时、刺耳声音分析

刹车延时是整流模块整流桥交流输入接线端子1.2接在电机绕组上，在控制箱端停止信号切断电机440V交流输入的同时，电机绕组内残余的续流并不能突降至零，因柴油机惯性（尤以不平衡负荷状况更为明显）施加惯性力给盘车机至电机，惯性力的大小与续流消耗的时间成正比，惯性越大，续流消耗时间越长，即刹车延时越长。

如图3左实际情况，t1为停止点，整流模块端子5.6直流电压输出198V，因绕组残余续流的存在，端子5.6直流输出未立即降为零，在柴油机不平衡负荷大惯性力工况下，伴有“呜…”的刺耳声音出现;至t2点直流输出降至U2，图1件号9电磁铁吸合力等于件号19制动弹簧最大弹力点（即弹簧复位初始点），至t3点直流输出降至U3，件号9电磁铁吸合力等于件号19制动弹簧最小弹力点（即弹簧复位终止点），件号5刹车片完全夹紧并锁死电机轴，电机停止旋转，t3至t4时间段整流模块内部耗能电阻消耗掉残余电流，电压骤降至零。t1- t3即刹车延时时间，与主机不平衡负载的大小成正比（目前统计最大不平衡负载时0.5-1秒）;t2- t3即刹车片间隙由δ气隙到零间隙时间，这个时间段导致了延时过程刹车片磨损加剧（散发糊味重）。

理想情况1（2.5章节型号1）如图3中，t1为停车点，不受绕组残余续流的影响，t1至t2时间段整流模块内部耗能电阻消耗掉残余电流，端子5.6直流电压输出198V骤降至零（t1至t2时间段同样经历左图过程，但是因时间极短可忽略影响）。

理想情况2（2.5章节型号2）如图3右，t1为停车点，不受绕组感应电动势影响，整流模块内部无耗能电阻消耗残余电流，端子5.6直流电压输出198V直减至零。

刹车片抱死分析

见2.2章节分析t2- t3时间段刹车片磨损加剧，磨损粉尘和颗粒过多粘咬在图1件号2后端盖法兰面，出现刹车片抱死（经观察证实，刹车延时工况下刹车片散发的摩擦糊味要更严重）。

S60MEC某机型连续烧损两个整流模块分析

整流模块交流进接440V，烧损的整流模块拆解后发现均为内部继电器线圈烧损，并发现继电器型号参数标为240VAC，怀疑为继电器型号不对导致长期承受440VAC而烧损线圈。

两类不同整流模块的优劣对比

无耗能电阻，停止瞬间，整流桥内部元器件受电流冲击。即整流模块使用寿命短

解决方式

方式一：1章节所述3台机器均使用2.5章节型号1整流模块，故临时采取按图6进行接线更改，整流模块交流进从电机绕组进（粗实线）更改为从控制箱进（粗虚线），解决了刹车延时故障。

方式二：亦可按2.5章节描述选用型号2整流模块，可不需要更改整流模块交流从电机绕组进线方式，控制信号停止时直接切断刹车装置的直流供给，实现快速刹车。

结论

按2.2章节分析，上文3台盘车机刹车延时主要由柴油机惯性力带动电机，因绕组残余续流的存在并不能突降至零，且因为使用的是2.5章节型号1整流模块，刹车模块直流输出同理不能瞬间降至零，导致刹车延时，并根据柴油机不平衡惯性力的大小而造成了刹车时间的长短。

按2.2章節分析，因刹车延时而出现的刺耳声音是由于控制箱断电瞬间柴油机惯性力使电机突然提速发出的（盘车机由出力变不出力）。

按2.3章节分析，刹车延时会加剧刹车片的磨损，从而导致盘车机刹车片抱死。

按2.5章节分析，可以根据优劣对比的侧重点，选用两种不同型号整流模块的其中一种。

【参考文献】

[1]《工业与民用供配电设计手册》第4版，中国电力出版社，2016

[2]《钢铁企业电力设计手册 下册》，冶金工业出版社，1996.1

作者简介：赵冬杨，男，汉族，中级工程师，研究方向：机械