汽车吊(移动式起重机)的旋转马达是其回转机构的核心部件,负责驱动上车部分(包括吊臂、驾驶室、配重等)实现360°精确、平稳的回转。其制动系统至关重要,它不仅需要保证作业时的精准定位和安全,还需在停止时有效防止吊载因惯性或坡度等因素发生意外滑动或回转。汽车吊旋转马达的制动通常采用集成式、常闭多片制动器,并辅以液压和电控系统实现精细控制。

旋转马达的制动原理与方式
现代汽车吊普遍采用斜盘式轴向柱塞液压马达作为旋转马达,其制动系统主要依赖以下两种方式协同工作:
1. 液压释放、弹簧制动的常闭式多片制动器
这是最核心、最直接的制动方式。制动器总成通常直接集成在马达后端盖内,与马达构成一个紧凑的整体。
- 工作原理:
- 制动状态(常闭):当起重机熄火或液压系统未向旋转马达供油时,集成制动器内部的预紧弹簧会强力推动制动活塞,压紧一组交替排列的摩擦片和钢片。此时,摩擦片与马达的转子部分相连,钢片与固定的马达壳体相连,通过巨大的摩擦力将马达轴锁死,从而实现上车部分的机械制动。
- 释放状态(工作状态):当操作员操作回转手柄时,液压系统会建立压力。一部分压力油(通常来自马达的进口或单独的制动释放油路)被引入制动器活塞腔,油压克服弹簧的预紧力,推动活塞回缩,从而松开摩擦片与钢片。马达转子得以自由旋转,驱动减速箱和回转支承进行回转运动。
- 优点:安全性极高。任何液压失压(如发动机熄火、管路爆裂)的情况都会导致制动器自动生效,符合“失效安全”的设计原则。
2. 液压系统本身的制动作用(液压阻尼与锁止)
除了机械制动器,液压系统本身也参与制动过程:
- 回转缓冲阀(Counterbalance Valve / Hydraulic Lock Valve):该阀通常安装在通往旋转马达的油路上。其作用是:
- 防止“滑车”:在停止操作时,它能迅速封闭马达的进出油口,将液压油锁闭在马达腔内,利用液体的不可压缩性形成液压制动,防止吊载因重力或惯性带动马达反转,实现精准停位。
- 平稳制动:该阀通常具有可调的过载溢流功能和节流功能,能在回转停止时提供一个缓冲阻尼,吸收惯性冲击,使停止动作平稳,避免对结构和液压系统造成冲击。
- 先导控制与电比例控制:在高级别的汽车吊上,制动过程由先导液压系统或电子控制系统精细调节。当操作员缓慢收回回转手柄时,系统会按比例地降低马达的进油量和压力,同时逐步减小制动器的释放油压,使弹簧制动器平滑地介入,实现无冲击的平稳制动。
制动过程简述
当操作员停止回转操作时,一个典型的协同制动过程如下:
- 操作员将回转手柄回中位,主泵停止向旋转马达供油。
- 回转缓冲阀立即动作,锁闭马达主油路,产生第一阶段的液压制动。
- 同时,通往集成制动器的控制油路卸压,弹簧力开始作用,但由于阀的响应和系统设计,其介入略有延时。
- 弹簧制动器的摩擦片与钢片逐渐接合,在液压制动的基础上叠加机械摩擦力,最终将旋转马达完全锁死。
关键部件与参数
以下是旋转马达制动系统涉及的关键部件及其典型参数:
部件名称 | 主要功能 | 典型特征/参数 |
集成式常闭制动器 | 提供最终的机械驻车和工作制动 | 多片式结构;制动扭矩通常为马达额定扭矩的150%-200%;弹簧施加,液压释放 |
回转缓冲阀(液压锁) | 锁闭油路,防止滑车,提供缓冲 | 带过载保护功能;设定压力可调(通常高于系统最高工作压力) |
斜盘式轴向柱塞马达 | 驱动回转机构 | 工作压力可达350bar以上;排量范围广(如50-250cc/r);内置冲洗阀 |
回转减速箱 | 增大输出扭矩,降低转速 | 行星齿轮式或多级齿轮式;速比大(如>100:1) |
回转支承 | 连接上下车,承受倾覆力矩 | 单排或双排球式结构;带内齿或外齿 |
扩展:制动系统的维护与故障点
为确保旋转制动系统可靠工作,需注意以下方面:
- 制动器磨损:集成制动器的摩擦片属于磨损件,需定期检查其剩余厚度和制动性能。过度磨损会导致制动力不足,出现滑车。
- 液压油清洁度:污染的油液会堵塞缓冲阀或制动活塞中的微小油道,导致制动器无法正常释放或制动迟缓,严重时会损坏摩擦片。
- 空气侵入:液压系统中的空气会导致制动压力建立缓慢,造成制动器释放延迟,回转动作起步无力或有“爬行”现象。
- 弹簧失效:虽然罕见,但制动弹簧疲劳也会导致制动力下降,需在大修时检查。
综上所述,汽车吊旋转马达的制动是一个由液压缓冲制动和机械弹簧制动协同完成的精密过程,二者相辅相成,共同确保了起重机回转作业的安全性、平稳性和精确性。