盤式制動器在下運(yùn)輸送機(jī)中的選型分析

顏玉

（山東能源重裝集團(tuán)泰裝工程裝備制造有限公司，山東 泰安 271000）

隨著科技的發(fā)展，帶式輸送機(jī)在工程領(lǐng)域（水泥、煤炭、電廠、礦山）的應(yīng)用越來越普遍，應(yīng)用范圍越來越廣。結(jié)合國內(nèi)實際使用情況，輸送機(jī)的主要制動方式分為兩種：低速盤式制動器和高速推桿制動器。對于高速電液推桿制動器來說，由于其高速制動，制動快、制動力矩小，散熱能力有限、升溫快，因此主要應(yīng)用在小功率輸送機(jī)上。而對于長距離、大傾角、大功率輸送機(jī)則一般選用低速盤式制動器，其具有制動力矩大、制動力矩穩(wěn)定、散熱性能好、升溫慢，常閉式結(jié)構(gòu)更可靠等特點(diǎn)，更是下運(yùn)帶式輸送機(jī)制動的最佳選擇。其安裝布置如圖1與減速器的某一低速軸相連或者直接與滾筒輸出端連接實現(xiàn)各種工作制動。

圖1 盤式制動器在系統(tǒng)中的布置示意圖

1 盤式制動器的選型計算

某煤礦運(yùn)輸斜井下運(yùn)輸送機(jī)參數(shù)：運(yùn)量Q=1000t/h、運(yùn)距L=600m、傾角β=-15°、帶速V=2.5m/s、帶寬B=1200mm、膠帶ST1600，傳動滾筒直徑φ1000mm（2臺，雙滾筒雙電機(jī)驅(qū)動）。

1.1 輸送機(jī)的計算

圖2 輸送機(jī)線路纏繞簡圖

1.1.1 承載段阻力

式中： q — 物料線質(zhì)量kg/m；

q' — 上托輥的線質(zhì)量kg/m；

qd — 膠帶的線質(zhì)量kg/m。

1.1.2 回程段阻力

式中： q'' —下托輥的線質(zhì)量kg/m；

qd —膠帶的線質(zhì)量kg/m。

1.1.3 各點(diǎn)張力計算

按逐點(diǎn)張力法計算各點(diǎn)張力。

S1，S2= S1+Wz，S3=KS2，S4=S3+WK

其中：K—張力增加系數(shù)，1。（為最大限度的計算下滑力產(chǎn)生的發(fā)電工況）

根據(jù)摩擦傳動條件和垂度條件有：

計算結(jié)果見表1。

表1 計算結(jié)果

1.2 制動器選型計算

1.2.1 制動力Fz的計算

①輸送機(jī)直線移動部分質(zhì)量m1

②輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)部分的轉(zhuǎn)動慣量m2

④制動力Fz

Fz= Fa +| Fu |=197654N

1.2.2 制動時各點(diǎn)張力的變化

①當(dāng)選用一臺盤式制動器時，相當(dāng)于在制動時（電機(jī)停機(jī)，不提供制動力）只有一臺滾筒提供（驅(qū)動）制動力，此時各點(diǎn)張力：

計算結(jié)果見表2。

表2 計算結(jié)果

此時張緊點(diǎn)S4點(diǎn)的張力與正常運(yùn)行時的張力相比，變化較大，張緊力無法滿足要求，會出現(xiàn)膠帶機(jī)制動時打滑的現(xiàn)象，嚴(yán)重時可能出現(xiàn)飛車情況。若按此力設(shè)定張緊力的話，膠帶強(qiáng)度降低，不能滿足使用要求，因此選用一臺制動器不合理。

②當(dāng)選用兩臺盤式制動器（兩個滾筒上各布置一臺）時，相當(dāng)于在制動時（電機(jī)停機(jī)，不提供制動力）還是兩臺滾筒提供（驅(qū)動）制動力，此時各點(diǎn)張力：

計算結(jié)果見表3。

表3 計算結(jié)果

此時張緊點(diǎn)S4點(diǎn)的張力與正常運(yùn)行時的張力相比，沒有變化（還是采用的垂度條件計算），張緊力滿足要求，因此選用兩臺制動器雙滾筒布置是合理的。

1.2.3 制動器選型

對于下運(yùn)帶式輸送機(jī)來說，制動力矩M可以直接利用正常運(yùn)行時的驅(qū)動力(制動力)來計算。

式中： K —備用系數(shù)，一般取2

D —制動滾筒直徑，m

根據(jù)相關(guān)制動器參數(shù)，選擇盤式制動器型號：KPZ-1400/96，兩臺，單臺制動力矩為96KN.m

1.3 制動器選型注意事項

①對于下運(yùn)輸送機(jī)來說，制動力矩可直接按驅(qū)動力計算，考慮兩倍的備用系數(shù)；

②對于長距離復(fù)雜工況的輸送機(jī)，制動力矩需按慣性力和下滑力計算；

③制動器選型不僅要考慮制動力，還要考慮驅(qū)動配比的情況，盡可能與驅(qū)動配比匹配（至少和驅(qū)動滾筒的數(shù)量匹配），如果無法實現(xiàn)，則需要按照制動情況計算輸送機(jī)的張力，重新核定張緊力及膠帶的強(qiáng)度；

④制動器在選型時，應(yīng)綜合考慮制動力距和熱平衡等問題，若使用較小的盤徑輸出較大的制動力矩時，制動盤升溫快，溫升高，可能造成盤式制動器抱閘失效，發(fā)生事故。

2 結(jié)語

通過上述分析，在下運(yùn)帶式輸送機(jī)或長距離復(fù)雜工況輸送機(jī)中選用盤式制動器，對于制動器的使用數(shù)量不僅要考慮制動力矩還要考慮驅(qū)動配比；對于制動器盤徑大小不僅要滿足制動力矩要求還要滿足溫升要求。