摘要：本文介绍了油田顶驱电机刹车制动装置的结构特点，通过一个具体的制动器的应用案例阐述了制动器的选型原则、制动扭矩的计算及制动器安装调试方法及注意事项。
关键词：刹车制动装置的结构特点；制动扭矩的计算
1引言
石油钻井顶部驱动装置是由顶驱电机从上部直接旋转钻柱，沿井架内导轨向下送进，完成钻进，循环钻井液，接立柱，上卸扣等多种钻井操作从而具取代钻机传统转盘的一种新装置。
顶驱电机为立式安装，双轴伸结构，下端输出轴连接传动齿轮，输出扭矩，上端输出轴连接刹车制动装置，进行刹车制动。因此刹车制动装置是顶驱电机可靠工作的关键部件。
我们本着满足用户个性化需求的设计理念，将顶驱电机与刹车制动装置作为一个集成模块供给用户，增加了电机与刹车制动装置整体匹配度，同时也降低成本，方便安装。
2刹车制动装置的结构特点
刹车制动装置由刹车座、上盖、刹车盘、轴套、制动器、油路分配器等部件组成，具体介绍如下：
附图1 刹车制动装置结构示意图
2.1制动器：
制动器是保证顶驱电机装置正常工作的关键零部件，其作用是在顶驱电机需要停机时，通过制动器夹紧安装于电机转轴上的刹车盘，起到摩擦制动的效果，以达到停机的目的。
制动器由液压或者气压直接驱动进行制动工作，制动力与提供的压力成正比。制动器由两个对称的模块组成，每个模块包括卡座、制动板、活塞、弹簧、压力计、出气孔、密封件等部件，弹性释放单元在压力释放后可使制动板复位。制动器的每一半有两个圆柱销用来传递从制动板到制动器和安装位切向制动力。
2.2刹车座：
刹车座安装在电机非传动端端盖上，主要作为刹车制动装置的固定支撑部分。为了满足制动器的安装，刹车座一般设计为钢板焊接八方结构。
2.3上盖：
上盖安装在底座上，仅作为风机的安装支座，一般采用高强度钢板加工而成。
2.4刹车盘和轴套：
刹车盘和轴套配合使用，轴套安装于转轴上，刹车盘用紧固螺栓安装于轴套上。
刹车盘的尺寸设计参照选用的制动器型号及安装要求，一般采用高强度钢板加工成圆盘状，同时由于制动中刹车盘反复摩擦，设计中要考虑刹车盘的可更换性和安装可靠性。
轴套一般采用高强度钢板加工而成，热套于转轴上，一般采用过赢配合或者键传动。
刹车盘和轴套都需要进行表面热处理防止生锈。
附图3 制动器、刹车盘、轴套安装示意图
2.5油路分配及联接组件：油路分配及联接组件是用来实现制动器上下块之间和制动器与制动器之间的油路联接和压力传递。连接制动器的油管必须采用满足标准DIN 2391/c无缝钢管加工制作。油路分配及联接组件应该进行密封性和压力强度试验。
3制动器的选型
综合考虑顶驱装置制动扭矩、制动时间及刹车座的安装空间，选择合适的制动器。
制动力矩可以根据公式进行计算：
其中：q—制动器数量 F1—制动力 P—压力 Ds—刹车盘直径 H—制动板高度
完成制动扭矩计算，绘制出制动扭矩曲线，为选择合适的制动器提供依据。
4制动器安装注意事项
4.1 安装制动器时，排气螺钉尽可能的高。
4.2 制动器和刹车盘安装需保证0.5mm以内的平行度公差。
4.3 最终拧紧螺栓前，使用制动器，拧紧螺栓，释放制动器，再检查安装公差。
4.4 保证制动器中空气排尽。
4.5 检查刹车盘与支撑位的公差，平行度不超过0.3mm：
4.6连接制动器的油管必须是满足标准DIN 2391/c无缝钢管，装配前用压缩空气把油管内壁清理干净。
4.7检查刹车盘与支撑位的公差，不超过要求的值。：
4.8制动器使用前要进行排气。
4.9 制动器要定期检查制动板磨损情况，并更换制动板，制动板在制动片只剩2mm厚时需要进行更换。需要注意的是： 新的制动板需要在制动片完全磨损前更换。
5 结束语
本案例刹车制动装置成功应用于某钻井顶驱电机，并无故障运行近两年，且制造成本低，安装维修方便。此结构也可以用作其它需要频繁制动的驱动装备。
参考文献
[1].成大先.机械设计手册.北京：化学工业出版社，2001
[2].濮良贵，纪明刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2006
[3].董鹏.盘式制动器与整车匹配的研究.武汉理工大学，2001
论文作者:卫军娟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/9
标签：制动器论文; 刹车论文; 装置论文; 轴套论文; 刹车盘论文; 电机论文; 扭矩论文; 《电力设备》2018年第12期论文;