液壓盤(pán)式制動(dòng)器在大功率帶式輸送機(jī)的應(yīng)用研究*

賈利兵

(大同煤礦集團(tuán)，山西 大同 037000)

0 引 言

由于帶式輸送機(jī)具有運(yùn)輸距離長(zhǎng)、運(yùn)量大、能夠連續(xù)運(yùn)輸，且容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和集中化控制等優(yōu)點(diǎn)，被煤礦企業(yè)廣泛應(yīng)用。隨著現(xiàn)代化、高產(chǎn)高效礦井的逐漸增多，帶式輸送機(jī)也朝著大功率、長(zhǎng)運(yùn)距、高強(qiáng)度、高運(yùn)速的方向發(fā)展。但同時(shí)也伴隨著大功率、長(zhǎng)運(yùn)距、高強(qiáng)度、高運(yùn)速帶式輸送機(jī)運(yùn)行安全、可靠等問(wèn)題[1]。帶式輸送機(jī)制動(dòng)器的應(yīng)用，可以防止帶式輸送機(jī)傾角大于4°時(shí)，因重載或者停運(yùn)發(fā)生逆運(yùn)轉(zhuǎn)而造成事故[2]。

1 制動(dòng)器分類(lèi)

1.1 按制動(dòng)器摩擦形式

(1) 摩擦式制動(dòng)器?？恐苿?dòng)件與運(yùn)動(dòng)件之間的摩擦力制動(dòng)。

(2) 非摩擦式制動(dòng)器。制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式主要有磁粉制動(dòng)器(利用磁粉磁化所產(chǎn)生的剪力來(lái)制動(dòng))、磁渦流制動(dòng)器(通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流來(lái)調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩的大小)以及水渦流制動(dòng)器等。

1.2 按制動(dòng)能量傳輸方式

制動(dòng)系統(tǒng)可分為機(jī)械式制動(dòng)器、液壓式制動(dòng)器、氣壓式制動(dòng)器、電磁式制動(dòng)器等多種。同時(shí)采用兩種以上傳能方式的制動(dòng)系稱為組合式制動(dòng)器系統(tǒng)。

1.3 按制動(dòng)件結(jié)構(gòu)形式

分為外抱塊式制動(dòng)器、內(nèi)張?zhí)闶街苿?dòng)器、帶式制動(dòng)器和盤(pán)式制動(dòng)器等。

2 液壓盤(pán)式制動(dòng)器

2.1 結(jié)構(gòu)組成

制動(dòng)器由一對(duì)制動(dòng)頭組成，分別裝有碟簧組和油缸。制動(dòng)頭主要由承壓板、碟簧組、油缸(活塞)、導(dǎo)向法蘭、制動(dòng)靴、制動(dòng)襯墊等構(gòu)成，如圖1所示。

圖1 液壓制動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖

2.2 工作原理

碟簧組支承在機(jī)體端蓋里，經(jīng)由活塞、承壓板、螺栓和制動(dòng)靴使制動(dòng)襯墊壓向制動(dòng)盤(pán)，產(chǎn)生制動(dòng)力，實(shí)

現(xiàn)制動(dòng)。制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的切向力直接傳遞到帶導(dǎo)向法蘭的機(jī)體上，由機(jī)體抵消切向力。 制動(dòng)器松閘時(shí)，需通入壓力油，活塞在壓力油作用下進(jìn)行移動(dòng)，將制動(dòng)襯墊從制動(dòng)盤(pán)向后收回，實(shí)現(xiàn)松閘。

3 液壓盤(pán)式制動(dòng)器工業(yè)性應(yīng)用研究

3.1 液壓盤(pán)式制動(dòng)器選型計(jì)算

同發(fā)東周窯礦井主井帶式輸送機(jī)為DTL180/4X2240型帶式輸送機(jī)，機(jī)長(zhǎng)1 700 m，輸送量4 000 t/h，輸送傾角16°，傳動(dòng)滾筒直徑2 040 mm，帶寬1 800 mm，帶速5.6 m/s，提升高度469.946 m。

(1) 由于皮帶機(jī)具有上升段和下運(yùn)段，在計(jì)算其最大制動(dòng)力矩時(shí)要根據(jù)上運(yùn)段空載，下運(yùn)段滿載時(shí)的工況計(jì)算，根據(jù)運(yùn)輸手冊(cè)公式有[4]：

FBmax≥1.5(FStmax-FHmax)

(1)

式中：FBmax為傳動(dòng)滾筒所需最大制動(dòng)力，kN；FStmax為最大傾斜阻力，kN；FHmin為輸送機(jī)最小主要阻力，kN。

(2) 作用在滾筒軸上的制動(dòng)和矩計(jì)算：

MZ=FBmax×r/i

(2)

式中：MZ為作用在滾筒軸上的制動(dòng)力矩N·m；r為傳動(dòng)滾筒半徑m，1.02 m；i為制動(dòng)器安裝軸到傳動(dòng)滾筒的傳動(dòng)比(由于制動(dòng)器直接在滾筒上制動(dòng)，則i=1。

通過(guò)計(jì)算可得：MZ=946 kN·m

制動(dòng)器選用德國(guó)西伯瑞工業(yè)盤(pán)式制動(dòng)器，制動(dòng)器型號(hào)為SHI252×4型，制動(dòng)盤(pán)直徑D=2 200 mm。制動(dòng)力矩Mt=1 280 kN·m大于傳動(dòng)滾筒軸制動(dòng)力矩946 kN·m，滿足要求。

3.2 SHI252型液壓盤(pán)式制動(dòng)器安裝與應(yīng)用

(1) 液壓盤(pán)式制動(dòng)器安裝

SHI252型液壓盤(pán)式制動(dòng)器由一對(duì)制動(dòng)頭組成，每個(gè)制動(dòng)頭都要使用雙頭螺栓將制動(dòng)頭安裝在支架上。再將制動(dòng)器安裝在支架上，制動(dòng)器置于制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)；在安裝制動(dòng)器時(shí)，必須調(diào)整制動(dòng)器，使其對(duì)中且與支架平行。再連接液壓站和制動(dòng)器之間的管路，通入壓力油。

(2) 制動(dòng)力矩設(shè)置

液壓盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩可以通過(guò)調(diào)整兩側(cè)松閘間隙“c”進(jìn)行設(shè)定。松閘間隙“c”可以從1 mm調(diào)整到4 mm，夾緊力或制動(dòng)力矩將相應(yīng)減小，如表1所示；間隙越大，制動(dòng)器上閘時(shí)間越長(zhǎng)。

表1 間隙-夾緊力對(duì)照表

3.3 液壓盤(pán)式制動(dòng)器應(yīng)用效果

同發(fā)東周窯礦井為千萬(wàn)噸礦井，主斜井皮帶輸送機(jī)擔(dān)負(fù)全礦井原煤運(yùn)輸任務(wù)，截至目前已經(jīng)運(yùn)輸原煤約5 000萬(wàn)噸。安裝的SHI252型液壓盤(pán)式制動(dòng)器，制動(dòng)力矩大、散熱性能較好，制動(dòng)力矩可以調(diào)整，操作簡(jiǎn)單、性能可靠，能夠保證帶式輸送機(jī)安全、可靠的運(yùn)行。

4 結(jié) 語(yǔ)

在煤礦井下運(yùn)輸中，帶式輸送機(jī)作為一種應(yīng)用廣、效率高的連續(xù)輸送設(shè)備，若不能安全可靠運(yùn)行，將會(huì)為國(guó)家?guī)?lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此，當(dāng)帶式輸送機(jī)傾角大于4°時(shí)，為帶式輸送機(jī)安裝液壓盤(pán)式制動(dòng)器，不會(huì)發(fā)生因重載或者停運(yùn)而導(dǎo)致的帶式輸送機(jī)逆運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而造成的安全事故。實(shí)踐應(yīng)用證明，SHI252型液壓盤(pán)式制動(dòng)器具有制動(dòng)力矩大、制動(dòng)力矩可以調(diào)整以及散熱性能較好等優(yōu)點(diǎn)，為大功率、長(zhǎng)運(yùn)距、高強(qiáng)度、高運(yùn)速帶式輸送機(jī)的安全可靠運(yùn)行提供了保障，具有較強(qiáng)推廣價(jià)值。

[1] 王飛.常用帶式輸送機(jī)的現(xiàn)狀[J].黑龍江科技信息，2009(1)：46.

[2] 趙志睿，趙曉濤.帶式輸送機(jī)制動(dòng)器和逆止器的淺析[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2003(6)：14-15.

[3] 趙建強(qiáng).大傾角皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置與制動(dòng)裝置的選型研究[J].科技信息，2011(19)：152.

[4] 黃學(xué)群.運(yùn)輸機(jī)械選型設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.