塔式起重机具有起升高度大、起重量大、调速性能良好、覆盖面积广的工作特点,在高层和超高层建筑施工中得到了广泛应用。然而建筑施工现场事故率相对于其他的行业和场合较高,大多数事故都与施工设备有关,由于塔机结构庞大、又高空作业,极易发生重大伤亡事故。塔机事故具有多种类型,其中制动装置破坏事故是其中常见的一种,早期起重机械工作制动一般由设置在驱动机构高速轴上的制动装置来完成,当其后端的传动链出现断轴、联轴器断键或减速箱齿轮断齿等故障时会出现重大的安全事故。出于安全作业的考虑,塔机安全制动器逐渐投入使用。近几年,我国在修订相关起重机械标准和设计规范及有关安全规程中都对涉及到作业安全的起升类机构提出了低速轴安全保护制动的要求。如在GB/T 3811-2008《起重机设计规范》、TSG Q0002-2008《起重机械安全检查规范-桥式起重机》等对其都有明确的要求。安全制动器应用最多的是液压钳盘式制动器,其工作的可靠性关系到塔机制动平稳性及工程人员的人身安全。但在实际使用中存在制动瞬间冲击较大,影响摩擦片使用寿命、液压驱动系统保压时间短,泵频繁启动进而损耗电机和泵的寿命的问题。本文介绍了 SBD240-D液压钳盘式制动器的结构及工作原理,针对其实际工作中制动冲击较大的问题,首先利用Solidworks和Adams软件建立安全制动器多体动力学仿真模型,在额定夹紧力工况下对其上闸过程进行动力学仿真,找出制动冲击较大的原因;同时也对系统保压时间较短问题进行了分析,在此基础上,借助TRIZ理论对相关问题进行了改进;其次,建立改进机构的摩擦制动仿真模型,结合试验分析摩擦片对制动性能的影响;最后,借助ANSYS软件对动态载荷工况下的制动臂进行强度校核并作出适应性调整。对改进后的钳盘式制动器的仿真结果表明,上闸瞬间的制动冲击下将44%,制动响应时间缩短50%,延长了摩擦片的使用寿命,随位装置的改进也使原制动器的机构、结构得到了简化:对制动臂的结构改进在保证结构强度前提下消除了应力集中,减小了材料损耗;实际应用过程中,改进后的液压驱动系统保压时间由原来的半小时延长至一小时,避免了驱动电机频繁启动,降低了能耗、延长了系统有效寿命。