起重机制动系统失效隐患检验要点与预防措施

摘要：起重机制动系统失效是造成安全事故的重要原因。本文分析制动器机械部件磨损或卡滞、液压或气压系统泄漏与压力不足、电气控制回路故障与信号失效三类常见隐患。针对上述隐患提出检验要点：制动器动作灵活性与间隙检测、制动力矩与制动距离实测、安全联锁与冗余保护功能验证。预防措施包括关键部件定期更换与润滑保养、制动状态在线监测与报警装置加装、操作人员应急制动培训与演练。通过系统化的检验与预防手段，可有效降低制动系统失效风险，提升起重机运行安全性。

关键词：起重机；制动系统；失效隐患；检验要点；预防措施

Abstract: Failure of crane braking systems is a major cause of safety incidents. This paper analyzes three common potential hazards: wear or jamming of mechanical brake components; leaks or insufficient pressure in hydraulic or pneumatic systems; and faults in electrical control circuits or signal failures. Key inspection items are proposed for addressing these issues, including testing brake actuation flexibility and clearance, measuring actual braking torque and distance, and verifying safety interlock and redundancy protection functions. Preventive measures encompass regular replacement and lubrication of critical components, installation of online brake status monitoring and alarm systems, as well as emergency braking training and drills for operators. Through systematic inspection and preventive measures, the risk of brake system failure can be effectively reduced, thereby enhancing crane operational safety.

Keywords: Crane; Braking system; Failure risks; Inspection criteria; Preventive measures

前言：起重机制动系统是保障设备安全运行的关键环节。制动器一旦失效，可能导致重物坠落、大车碰撞甚至整机倾覆等严重事故。实际使用中，机械磨损、液压气压泄漏、电气控制故障等隐患逐步积累，降低了制动可靠性。定期检验与预防性维护是消除制动系统隐患的有效手段。本文围绕制动器机械部件、液压气压系统以及电气控制回路三类常见隐患，提出动作灵活性、制动力矩、安全联锁等检验要点，并从部件更换、在线监测、人员培训三方面给出预防措施，旨在为起重机使用单位和检验人员提供技术参考。

1 制动系统失效常见隐患

1.1 制动器机械部件磨损或卡滞

制动器机械部件在长期使用中会发生磨损。制动衬片与制动轮接触面不断摩擦，导致衬片厚度减薄，摩擦系数下降。制动臂铰点销轴和轴套因缺乏润滑产生干磨，形成间隙或卡滞。制动弹簧反复伸缩产生疲劳，弹力减弱甚至断裂。制动轮表面可能出现裂纹或凹凸不平，降低制动效果。各转动关节因灰尘和锈蚀卡滞，导致制动器开启不到位或闭合滞后。这些机械缺陷使制动力矩无法稳定输出，严重时制动器完全失效。日常使用中冲击载荷会加速金属结构件变形，使制动器安装位置偏移，制动瓦块偏磨，进一步降低制动可靠性。及时检查磨损量和活动件灵活性是控制这类隐患的基础。常见制动系统隐患分类见表1。

表1 常见制动系统隐患分类

1.2 液压或气压系统泄漏或压力不足

起重机液压制动系统依靠液压油传递压力，气压制动系统依靠压缩空气。管路接头密封件老化或安装不当会导致油液或气体泄漏。液压系统内泄漏发生在泵、阀、油缸内部，压力建立困难。气压系统储气罐积水腐蚀内壁，管路破损漏气，空压机效率下降，无法在规定时间内建立额定压力。压力不足时制动缸推力或推力行程不足，制动器无法完全打开或闭合，造成带闸运行或刹车无力。温度变化影响介质黏度，低温时油液粘稠导致响应迟缓，高温时油液汽化产生气阻。制动阀组卡滞或调压阀设定值漂移同样引起压力异常。检验时应测量系统压降速率和工作压力波动，判断密封完好性和供压能力。

1.3 电气控制回路故障或信号失效

现代起重机常采用电控制动系统，制动器由接触器、继电器、变频器或可控硅输出信号控制。电气故障包括控制线路断路或短路，触点烧蚀粘连，线圈烧毁。制动器反馈信号传感器失效时，控制系统无法获知制动器真实状态，可能发出错误指令。供电电压波动或整流器损坏导致制动器线圈得电不足，吸力不够，制动器不能完全松闸。可编程控制器的输出模块故障或程序逻辑错误，造成制动器时序混乱，例如在运行中突然上闸或下闸后不保持。紧急停止回路被短接，安全继电器失效，使制动器失去独立的安全保护层。检验时需验证电气信号逻辑，测量线圈电压和电流，检查安全回路完整性。

2 失效隐患检验要点

2.1 制动器动作灵活性与间隙检测

检测制动器动作灵活性需在空载和满载两种条件下进行。手动推动制动臂观察有无卡涩，测量从通电或通压开始到制动瓦完全打开的时间。对于常闭式制动器，断电或泄压后复位时间也应符合要求。间隙检测使用塞尺测量制动瓦与制动轮之间的单侧间隙值，通常要求两侧均匀且在规定范围内。推杆行程指针应位于允许刻度区间，超出范围表示制动衬片磨损过度或调整不当。检查铰点处油嘴是否畅通，必要时注入润滑脂后重新测试动作是否顺畅。同时检查制动器开启时是否有异响或震颤，这提示弹簧力不均或安装偏斜。记录每次检测的间隙数据，便于对比磨损趋势。

2.2 制动力矩与制动距离实测

制动力矩检验可采用弹簧力计或力矩传感器直接测量制动器在制动轮上产生的摩擦力矩。现场简易方法是在制动轮上设置力臂和拉力计，测出使制动轮开始滑转的拉力，再按力臂计算力矩。制动距离实测需在起重机额定载荷下以额定速度运行，紧急制动后测量从制动器动作到起升机构或行走机构完全停止期间移动的距离。起升机构制动距离过大会导致重物下滑，行走机构制动距离过长易引发碰撞。测试应重复三次取平均值，并与安全规范或设备铭牌数值对比。对于变频调速系统，还需在不同速度档位下分别测试，确保低速和高速时制动力矩均满足要求。记录测试时载荷状态和环境温度。

2.3 安全联锁与冗余保护功能验证

安全联锁指制动器状态与运行机构的互锁关系。验证方法为人为模拟制动器未完全打开，检查运行接触器是否被禁止吸合。同时测试当制动器检测开关失效时，系统是否发出报警并限制运行。冗余保护包括双制动器配置下的独立性和同步性检验：每个制动器应能单独提供规定制动力矩，且两个制动器同时动作时不能相互干涉。电气冗余采用两路独立电源或双通道安全继电器，需进行电源切换试验和断相保护测试。验证制动器与超速开关、限位开关的联动逻辑：例如起升超速时，超速开关动作后应直接切断制动器电源并报警，不依赖控制器。所有测试应记录动作顺序和时间。

3 起重机制动系统失效隐患预防措施

3.1 关键部件定期更换与润滑保养

制定制动器关键部件的更换周期表。制动衬片根据磨损剩余厚度设定更换阈值，一般剩余厚度低于原厚度百分之五十必须更换。制动弹簧每工作一定小时后进行弹力复测，低于设计值百分之十时成组更换。制动轮表面出现任何裂纹或椭圆度超差时立即更换。液压油和压缩机油按设备要求周期更换，并清洗油箱滤芯。气压系统干燥器滤芯和自动排水阀也列入更换清单。润滑保养方面，制动器各铰点每周加注锂基润滑脂，制动轮轴承按运行小时补充耐高温润滑脂。液压油应取样化验，水分和酸值超标时提前换油。所有更换和润滑作业填写记录，实现可追溯管理。表2汇总制动系统关键部件更换阈值与检验参数，供日常维护与周期检查时对照执行。

表2制动系统关键部件更换阈值与检验参数

3.2 制动状态在线监测与报警装置加装

对重要起重机加装制动器状态在线监测系统。在制动臂上安装接近开关或角度传感器，实时监测制动器开启和闭合位置信号。制动衬片厚度可通过超声波传感器或磨损限位开关检测，达到磨损极限时触发声光报警。压力变送器安装在液压或气压制动管路中，当建立压力时间过长或稳态压力下降超过设定值时报警。制动轮温度采用红外传感器监测，异常温升提示制动带可能拖磨。监测数据送入起重机控制系统并上传至监控室，操作界面显示制动器健康状态。报警阈值应分级设置：预警提示安排近期检查，严重报警强制禁止后续运行直到故障排除。对于防爆起重机，监测装置必须符合防爆要求。

3.3 操作人员应急制动培训与演练

制定制动系统失效的应急操作程序。培训内容包括识别制动失效的前兆现象：起升机构下降时制动器发出异响或重物溜钩超过正常距离，行走机构制动后滑行距离突然变长。操作员必须掌握应急停止按钮和紧急制动开关的准确位置和使用时机。对于液压制动系统，模拟管路破裂时如何关闭手动截止阀或使用蓄能器中的储备压力完成安全着陆。对于起升机构，培训操作员利用反接制动或机械抱闸手柄辅助停车。演练场景包括满载起吊时制动器突然完全失效，操作员应第一时间发出警报，并反向操作或寻求设备互锁救援。每半年组织一次理论考核和实操演练，记录参训人员和考核结果。将制动失效应急纳入起重机司机特种作业复训内容。

结束语：制动系统失效隐患的排查与预防是一项系统性工作。日常管理中应坚持机械、液压、电气三方面的综合检查，严格执行检验要点，及时处理异常指标。预防措施需要制度保障，将部件更换周期、在线监测维护、人员应急演练落到实处。只有把检验与预防相互结合，形成闭环管理，才能持续控制制动系统风险。起重机制动安全不能依赖单一环节，而应通过设计、检验、维护和操作共同构建多层次安全屏障，确保设备始终处于受控状态。
参考文献

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