焦炉电机车制动装置基本组成和常用类型概述

摘 要 焦化生产是钢铁企业中的重要部分。实现电机车自动化定位控制系统是电机车无人驾驶的基础。目前焦化生产行业普遍采用人工驾驶，劳动强度大，效率低下。电机车自动定控制系统，具有录好识别可靠，建设维护成本低，自动对正精度高等优势。本文对焦炉电机车制动装置结构进行了研究，简介了焦炉电机车的常用类型。

关键词 焦炉电机车;制动装置;结构研究

焦炭是钢铁工业的重要原料。随着我国钢铁产量的不断提升，焦炭需求量随之增长。采用精确可靠的节约型自动控制技术是我国焦化工业的发展方向。焦炭生產要将焦煤置于密闭的焦炉室内，通过焦炉移动机将经干馏后得到红焦从炉石内移送到焦炉室进行熄碳。焦炉机车行头距离长，焦化生产环境温度高，焦车移动控制存在很多危险因素，保证推焦车，拦焦车与熄焦车三车安全高效运行，是焦炉生产的核心安全问题。焦炉电机车的制动装置非常重要，对保证安全生产具有重要作用。本文研究了焦炉电机车制动装置的基本构成与常用类型。

1 电机车制动装置简介

（1）制动装置的设计发展。电机车是焦炉配套的机械设备，按规定的操作程序，快速安全的来往于碳化室与熄焦塔之间。电机车在不同区域频繁启动制动，在焦炉生产中电机车运行的稳定性直接影响焦炉生产的安全进行，因此，电机车制动装置必须安全可靠。

焦炉机车属重型机械设备，其行走惯性较大，焦炉机车按生产工序要求，处于频繁启制动状态。实时准确获得焦车所处有效炉号使焦车自动停车定位在指定炉号位置，是自动控制的关键。

国内最早应用的是将广电传感器，安装在车轮上用以检测车辆运行位置，通过旋转编码器输出脉冲辨向，接可逆计数器实现焦车绝对位置检测。此方式电炉设计简单，安装调试方便。焦车是大型机械，在露天工作下受天气影响会产生滑移，在常年高温环境下焦车轨道易出现变形，导致产生检测误差。

在铁轨旁安装齿条，用齿轮带动旋转编码器可达到同步运转。因焦炉环境恶劣，车辆横向窜动，铁轨不直平等原因，常导致齿轮脱啮，影响正常使用。

90年代我国出现了一种采用对射方式组成的红外线编码识别系统的炉号识别方法。南京梅山焦化厂即采用此方法。光路耦合，在焦炉恶劣环境中烟雾粉尘干扰，会带来一定的维护工作。克服粉尘干扰可用接近开关加金属码牌进行炉号识别对位，接近开关有效感应距离不超10cm。接近开关与码牌间距难以控制，接近开关成本低，易维护，适于焦车震动强烈的工作形式下的炉号识别。但金属码牌不能实现绝对编码，导致炉号识别软件工作量增加。

发达国家70年代兴起的感应无线技术，用于大型机车数据通信，结合计算机技术实现自动控制。目前仅日本住友等大公司掌握此技术。感应无线技术将无线通信与炉号位置识别合于一体，能使用恶劣环境，实现大型移动设备定位与地面通信。目前已在武汉钢厂使用，但此方法缺点是技术复杂，成本高昂。焦侧电缆易损坏，维修时间长，影响焦炉连续生产。增加了成本。

（2）制动装置组成。电机车由电动机驱动行走，完成控制与操作熄焦车的制动与开门功能。由上部车体，下部行走装置，气路系统，制动系统等部分组成。电机车机械采用盘式制动，电气制动采用能耗制动，电机车制动装置由走行轮闸瓦制动器与高速轴盘式制动器组成[1]。

（3）制动原理。电机车运行速度快，牵引质量大，工作环境恶劣，启制动频繁，在制动设计上必须保证电机车安全稳定运行。在紧急状况下要能安全停车。避免发生安全事故。

电机车制动分为正常运行状态下的制动与非正常运行状态下的制动两种情况。正常运行状态下，电机车牵引熄焦车完成接熄焦工作，接近需停靠位置，由电气系统能耗制动，电机转速降低至一定速度，安装在高速轴的盘式制动器抱闸，停止电机车运行。

非正常状态下，电机车制动包括电机车高速运行时未经电气系统能耗突然制动，及电机车盘式制动器失效两种情况。司机夜间驾驶误操作或供电网突然断电会导致出现第一种情况。两种情况下都需电机车备有另一套制动系统，以确保车辆安全制动。在电机车上加装闸瓦制动器用于紧急情况下补充盘式制动器制动。

闸瓦制动器由一对气动缸驱动杆，推力放大后正压力通过闸瓦作用于车轮，两者摩擦阻力制动电机车。闸瓦制动器正常制动中，气缸需一定缓冲时间。不会在制动停车前制动。超气缸作用时间电机车未停车，闸瓦制动器作用于车轮制动。

2 制动装置类型

目前国内电机车制动装置多采用能耗制动，闸瓦制动与盘式制动结合的形式。其制动原理不受制动器外形变化影响。制动器控制方式不同，制动效果有所差异。

（1）气动盘式制动。气动盘式制动器最早用于电机车，其应用范围最广泛。此制动器采用气压制动，制动时需提供压缩空气为动力。压力空气释放，弹簧弹力下松闸。结构紧凑，重量轻，体积小，动作灵活。制动随气压变化，普遍应用于电机车制动装置[2]。与闸瓦制动配合由电磁阀门控制，操作简单，故障发生率较低。盘式制动器为常开型，长时间停车不能保持制动状态，需加装手动锁车机构。从而增加运行成本。电磁阀易发生通电时间过长损坏等情况，影响盘式制动器的正常工作。

（2）电控盘式制动。电机车上使用电控盘式制动器为常闭形式，制动器加紧停车，无须另装手动锁车机构，动作灵敏，制动力大。闭合时间短，安全可靠。解决了气动盘式制动器的使用问题，但在紧急制动时，冲击力较大。会损伤行走传动机构。

（3）闸瓦制动装置。非正常运行状态下，闸瓦制动是盘式制动的补充。传统闸瓦装置是气缸通过杠杆作用在同一轨道两车轮，前后两车轮距大，存在稳定性不强，磨耗大，维修量大等缺点。新型的制动装置设计在电机车上采用单元闸瓦制动装置，克服了杠杆式装置的缺点，其具有性能稳定可靠。运行控制简单。占用空间小等优点。

3 结束语

电机车是焦炉机械重要的设备，其安全稳定运行对焦炉生产具有直接的影响。制动装置对电机车安全运行具有决定性作用。目前先进的制动装置组成是能耗制动，单元闸瓦制动与电磁盘式制动结合的形式。此装置可避免出现高故障率的问题，具有安全高效稳定的优点。对提高焦炉生产效率具有重要的作用。

参考文献

[1] 范杰.焦炉电机车传动系统稳定运行创新应用[J].金属世界，2014， （03）：65-67.

[2] 邹治鹏，周晓梅.焦炉电机车制动装置[J].重工与起重技术，2013， （01）：31-32.