下運(yùn)帶式輸送機(jī)制動技術(shù)分析_圖文

1、技術(shù)與經(jīng)濟(jì)內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)2008年第5期下運(yùn)帶式輸送機(jī)制動技術(shù)分析孟海霞(內(nèi)蒙古煤礦設(shè)計研究院。內(nèi)蒙古呼和浩特O l O O l O 摘要：本文對下運(yùn)帶式輸送機(jī)制動系統(tǒng)的性能要求和工作原理及目前使用的幾種主要制動裝置的原理、性能進(jìn)行了較詳細(xì)介紹，提出了在設(shè)計選型時，每種制動器的選用原則。關(guān)鍵詞：下運(yùn)帶式輸送機(jī)f 制動器I 性能；原理選用原則中圖分類號：TD 5281文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C文章編號：1008-0155(2008 05-0063-03制動系統(tǒng)是下運(yùn)帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵組成部分。在輸送機(jī)由額定帶速逐漸減速至停車時，必須考慮慣性問題，以使輸送機(jī)在各種條件下均能平穩(wěn)制動。制動系統(tǒng)功能是否完善、性能的

2、好壞，直接影響著整機(jī)的安全與可靠運(yùn)行。因此對制動系統(tǒng)的技術(shù)分析顯得尤為重要。一、下運(yùn)帶式輸送機(jī)制動系統(tǒng)的性能下運(yùn)帶式輸送機(jī)制動系統(tǒng)的性能主要體現(xiàn)在以下幾個方面：(1 制動力矩可控。對于大功率下運(yùn)帶式輸送機(jī)，一般都要求制動系統(tǒng)能提供平滑的、無沖擊的制動力矩，以減小對設(shè)備的動應(yīng)力，從而改善整機(jī)的受力狀況，延長整機(jī)的壽命，提高設(shè)備的可靠性。一般要求制動減速度在01O 3m s 2之內(nèi)。(2 具有斷電可靠制動。對于長距離、大運(yùn)量的帶式輸送機(jī)，考慮到工作的特殊性，在突然斷電時，制動裝置仍能平穩(wěn)、安全、可靠地制動，以防止出現(xiàn)飛車事故。(3 具有定車功能。在下運(yùn)帶式輸送機(jī)帶載停車時，如果制動裝置沒有定車功能

3、，則輸送機(jī)不可能零速保持，必然造成生產(chǎn)事故。對于沒有收稿日期：2008-06一15定車作用的制動系統(tǒng)，必須增加機(jī)械閘定車，這樣既增加了設(shè)備，又增加了出現(xiàn)隱患的可能，一般情況下是不可取的。(4 具有重載起車制動力矩零速保持功能。下運(yùn)帶式輸送機(jī)經(jīng)常會帶載制動停車，在這種情況下起車控制比較困難，而且比較危險。如果制動裝置沒有重載起車制動力矩零速保持功能，啟動加速度將不可控，啟動時沖擊大。這一點(diǎn)對于大傾角下運(yùn)帶式輸送機(jī)尤其重要。(5 實(shí)現(xiàn)多機(jī)制動力矩平衡。長距離、大功率的下運(yùn)帶式輸送機(jī)一般多采用多點(diǎn)驅(qū)動和多機(jī)驅(qū)動，而制動裝置數(shù)量與驅(qū)動裝置相配套。為防止單臺制動裝置制動力矩過大而出現(xiàn)滾筒打滑，保證工作可

4、靠性，各臺制動裝置應(yīng)能做到制動力矩平衡。(6 易實(shí)現(xiàn)井下防爆要求。在制動停車過程中，下運(yùn)帶式輸送機(jī)的全部動能都將通過制動系統(tǒng)變成熱能，使制動裝置的溫升在短時間內(nèi)急劇升高。(7 盡量做到節(jié)能。下運(yùn)帶式輸送機(jī)的電機(jī)正常工作時處于發(fā)電狀態(tài)，為了使電機(jī)盡可能多地發(fā)電，希望制動裝置在正常工作時輸出最小的作者簡介：孟海霞【1973一 內(nèi)蒙古集寧人1996年畢業(yè)于河北建筑科技學(xué)院機(jī)械設(shè)計與制造專業(yè)，本科，工程師。現(xiàn)任職于內(nèi)蒙古煤礦設(shè)計研究院，主要從事煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)及機(jī)械設(shè)計研究工作。63技術(shù)與經(jīng)濟(jì)內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)2008年第5期制動力。二、大功率下運(yùn)帶式輸送機(jī)的制動原理在下運(yùn)帶式輸送機(jī)制動過程中，制動器不但

5、要能克服負(fù)載力矩的作用，同時要不斷地吸收制動過程產(chǎn)生的熱量。我們可以把下運(yùn)帶式輸送機(jī)制動系統(tǒng)簡化成如圖1所示的力學(xué)模型。其中M 。是折算到驅(qū)動滾筒上的負(fù)載力矩，J 。是帶式輸送機(jī)等效到驅(qū)動滾筒上的轉(zhuǎn)動慣量，m (t 是輸送機(jī)驅(qū)動滾筒的角速度，M z 是制動系統(tǒng)提供的制動力矩，i 為制動器與驅(qū)動滾筒間的傳動比，1l 為制動器與驅(qū)動滾筒間的機(jī)械效率。則有半川=刪。(1帶式輸送機(jī)系統(tǒng)圖1下運(yùn)帶式輸送機(jī)系統(tǒng)力學(xué)模型M ：=翌垡! ±型! !(2R i則制動力矩為圖i 下運(yùn)帶式輸送機(jī)系統(tǒng)力學(xué)模型式中a 為輸送機(jī)的減速度，一般取0103m s2R 驅(qū)動滾筒半徑設(shè)計制動器時，其設(shè)計制動力矩應(yīng)有備用

6、能力，一般取上式計算值的15倍。制動器在整個制動中的制動力矩為=馨P t =謄M zi d 審t=謦掣aR tdt R R形=!堡：竺金! 腳2尺。64式中V o 輸送機(jī)正常運(yùn)行速度，m s由公式(2 可知，當(dāng)制動減速度a 取較小時，制動器的制動力矩可以較小，但是由公式(4 可知，此時要求制動器所作的制動功也大，要求制動器的熱容量也要大。在現(xiàn)場使用中，有時制動器的制動力矩設(shè)置不當(dāng)，制動時間過長，產(chǎn)生了大量的熱，使得制動器溫升過高。但是當(dāng)制動減速度a 過大時，雖然產(chǎn)生的發(fā)熱量小了，但要求制動器輸出的制動力矩大了，對輸送機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械沖擊也大，甚至出現(xiàn)減速機(jī)齒輪損壞或斷軸事故。所以一般情況下，對于大

7、功率的下運(yùn)帶式輸送機(jī)都要采用可控制動系統(tǒng)，同時要求制動器具有較大的熱容量和良好的散熱條件，以免出現(xiàn)以上事故。三、目前主要的制動裝置原理與性能針對下運(yùn)帶式輸送機(jī)的制動技術(shù)要求，目前國內(nèi)已應(yīng)用和開發(fā)研究成的大功率可控制動裝置主要有以下幾種：自冷盤式制動裝置、液力制動器和液壓制動器。1、防爆自冷盤式制動裝置防爆自冷盤式制動裝置主要由機(jī)械盤閘和可控液壓站組成，其工作原理是通過制動器對工作盤施加摩擦制動力而產(chǎn)生制動力矩，通過液壓站調(diào)整制動器中油壓的大小可以調(diào)整正壓力，從而調(diào)整制動力矩的大小。液壓站采用了電液比例控制技術(shù)，所以制動系統(tǒng)的制動力矩可以根據(jù)工作需要自動進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)良好的可控制動。為了保證不出

8、現(xiàn)火花，一般制動盤安裝在中低速軸，要求線速度不大于l O m s 。為了使制動器具有良好的散熱性，保證制動盤溫度，根據(jù)風(fēng)機(jī)原理把制動盤做成中空結(jié)構(gòu)的強(qiáng)制冷卻方式，使制動過程中絕對不超過150。根據(jù)下運(yùn)帶式輸送機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的要求，當(dāng)大功率或多機(jī)驅(qū)動時，可以在減速機(jī)與電機(jī)之間加液力耦合器實(shí)現(xiàn)功率平衡(對于別的制動系統(tǒng)也一樣 。2液壓制動器當(dāng)用電機(jī)驅(qū)動液壓泵時需要輸出力矩，同樣通過輸送機(jī)系統(tǒng)帶動液壓泵也會產(chǎn)生力矩，此時液壓油泵對輸送機(jī)產(chǎn)生的是同樣大小的阻尼力矩，當(dāng)阻尼力矩足夠大時，就會制動輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)制動。一般情況下，為減小泵的尺寸，液壓泵多布置在高速軸。根據(jù)工作原理不同，液壓制動可以分為兩種制動形式，

9、一種是調(diào)壓制動；另一種是調(diào)速制動。技術(shù)與經(jīng)濟(jì)內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)2008年第5期液壓制動系統(tǒng)通過控制油壓或流量，可以做到理想的下運(yùn)帶式輸送機(jī)制動減速度。對于大功率下運(yùn)帶式輸送機(jī)的制動，一般采用高壓大流量變量柱塞泵，當(dāng)制動輸送機(jī)時，排量調(diào)到最大，而輸送機(jī)正常運(yùn)行時，排量調(diào)到最小。液壓泵長時處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，磨損快，壽命短，在制動過程中，大量的制動熱由液壓油帶走，并經(jīng)水冷散熱器散熱，增加了附設(shè)系統(tǒng)；當(dāng)油溫過高時，液壓元件易出現(xiàn)故障，同時油液大流量的循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)和溫度變化，很容易變質(zhì)，進(jìn)一步影響液壓控制系統(tǒng)的可靠性；當(dāng)輸送機(jī)定車時，考慮到液壓泵和液壓系統(tǒng)的泄漏，必須專門加推桿抱閘用以定車。3、液力制動器液力耦

10、合器可以傳遞力扭，當(dāng)把耦合器的渦輪固定時，就會對泵輪帶動的高速液流產(chǎn)生巨大的阻力矩，使其減速。液力制動系統(tǒng)就是根據(jù)這個原理進(jìn)行設(shè)計的。液力制動系統(tǒng)主要由帶泵輪、渦輪的液力制動耦合器和液壓冷卻控制組成。4、液黏制動裝置液體黏性制動裝置(又稱濕式制動器 是利用摩擦片在黏性液體中的摩擦力來傳遞力矩的。為了實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)各項制動性能要求，可以采用常閉式結(jié)構(gòu)，主要由主動軸、被動鼓，主、從動摩擦片，控制油缸、彈簧、殼體及密封件等組成。當(dāng)主動軸帶動主動摩擦片旋轉(zhuǎn)時，由于從動摩擦片不動，使得主、從動摩擦片間產(chǎn)生摩擦力作用，當(dāng)改變控制油缸中的油壓大小可以調(diào)節(jié)主、從動摩擦片之間的壓緊力，進(jìn)一步改變主動摩擦片與從動

11、摩擦片問的摩擦力矩，從而實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)各項制動技術(shù)要求。濕式制動器的主、從動摩擦片都在黏性潤滑油中工作，它是通過潤滑油來進(jìn)行冷卻散熱，通過控制油壓來改變摩擦片問的壓緊力，從而使得摩擦片的潤滑狀態(tài)由液體油膜剪切區(qū)變到混合摩擦區(qū)，最終過渡到邊界摩擦區(qū)的不同工作狀態(tài)。四、制動器的選用原則根據(jù)以上各種制動器的原理及性能和我國煤礦井下長運(yùn)距、大運(yùn)量下運(yùn)帶式輸送機(jī)的工作特點(diǎn)，制動器的選型應(yīng)考慮以下幾個原則：(1 考慮輸送機(jī)的工作重要性。當(dāng)輸送機(jī)工作場所十分重要時，如主運(yùn)輸輸送機(jī)，應(yīng)重點(diǎn)考慮可靠性配置，可采用液黏制動器加盤閘制動器，實(shí)現(xiàn)雙保險。(2 考慮輸送機(jī)(長度短、運(yùn)量小 制動力矩大小。制動力矩小，相應(yīng)動載沖擊小，可選用普通推桿制動器；否則，應(yīng)選用可控制動器，如液黏制動器或可控盤閘制動器。(3 考慮輸送機(jī)帶速。當(dāng)輸送機(jī)帶速高時，應(yīng)選用可控制動器，或者選用液力或