時(shí)宗宇 朱嘉寧

（1.北方重工集團(tuán)有限公司工程成套分公司，遼寧 沈陽(yáng) 110141；2.北方重工集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110141）

帶式輸送機(jī)自身結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，而且運(yùn)行安全，維修和養(yǎng)護(hù)比較方便，其已經(jīng)成為煤礦領(lǐng)域生產(chǎn)的重要運(yùn)輸裝置，而且在煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，尤其是煤礦專(zhuān)業(yè)技術(shù)快速發(fā)展下，大功率下運(yùn)帶式輸送機(jī)普遍運(yùn)用。但是，大功率下運(yùn)帶式輸送機(jī)，由于工作環(huán)境具備特殊性，對(duì)于設(shè)計(jì)制造和安裝調(diào)試等多個(gè)方面提出嚴(yán)格要求，因此選取合理的制動(dòng)技術(shù)，保證下運(yùn)帶式輸送機(jī)可以可靠、安全運(yùn)行具有重要意義。

一、下運(yùn)帶式輸送機(jī)制動(dòng)技術(shù)性能分析

下運(yùn)帶式輸送機(jī)對(duì)于制動(dòng)系統(tǒng)有著嚴(yán)格要求，通常情況下，制動(dòng)系統(tǒng)必須要提供安全、可靠以及平穩(wěn)等停車(chē)制動(dòng)力矩，同時(shí)制動(dòng)設(shè)備相應(yīng)制動(dòng)力矩應(yīng)該具備隨時(shí)調(diào)整功能，從而確保停車(chē)制動(dòng)過(guò)程中的減速度實(shí)現(xiàn)有效控制。首先，制動(dòng)系統(tǒng)一定要具備防爆性與散熱性能。制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)力矩通常會(huì)在制動(dòng)輪表面溫度不斷變化下而出現(xiàn)變化。同時(shí)，在進(jìn)行制動(dòng)時(shí)絕不可形成火花與表面溫度過(guò)高等問(wèn)題，若是超出150℃就會(huì)造成煤塵爆炸，而且超溫以及閘襯磨損還會(huì)造成摩擦形式的制動(dòng)設(shè)備相應(yīng)制動(dòng)力明顯降低，進(jìn)而發(fā)生“飛車(chē)”安全事故。其次，制動(dòng)系統(tǒng)在制動(dòng)過(guò)程中應(yīng)該具備平穩(wěn)性，也就是減加速度一定要嚴(yán)格控制在規(guī)定的范圍之內(nèi)，通常情況下不可以超過(guò)0.3m/s2。因?yàn)檩斔蜋C(jī)中物料具體數(shù)量會(huì)不斷變化，而且輸送機(jī)和物料輸送至電機(jī)軸相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也會(huì)不斷變化，所以一定要確保制動(dòng)系統(tǒng)減加速度具備穩(wěn)定性，同時(shí)制動(dòng)力度應(yīng)該依據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的改變進(jìn)行相應(yīng)變化。最后，制動(dòng)系統(tǒng)一定要具備充足制動(dòng)力矩。由于制動(dòng)力矩不但和輸送機(jī)系統(tǒng)工作參數(shù)存在密切關(guān)系，還與制動(dòng)時(shí)間、制動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)載荷、制動(dòng)設(shè)備溫度等相關(guān)要素存在關(guān)系，因此在進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，必須保證制動(dòng)力矩具備充足的過(guò)程量。

二、大功率下運(yùn)帶式輸送機(jī)制動(dòng)技術(shù)分析

（一）大功率下運(yùn)帶式輸送機(jī)防爆自冷盤(pán)式制動(dòng)技術(shù)

其一般由機(jī)械盤(pán)閘與可控液壓站構(gòu)成，主要原理就是利用制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)工作盤(pán)相應(yīng)摩擦制動(dòng)力的有效施加，進(jìn)而形成制動(dòng)力矩，然后利用液壓站有效調(diào)整制動(dòng)設(shè)備中油壓大小，合理調(diào)整正壓力，最后完成制動(dòng)力矩科學(xué)調(diào)整。一般情況下，液壓站主要選擇電液比例控制技術(shù)，因此制動(dòng)系統(tǒng)中制動(dòng)力矩能夠依據(jù)具體工作狀況實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整。另外，為了避免產(chǎn)生火花，應(yīng)該將制動(dòng)盤(pán)設(shè)置于中低速軸中，而且線(xiàn)速度不可以超過(guò)10m/s。同時(shí)為了保證制動(dòng)設(shè)備散熱性能，就應(yīng)該控制制動(dòng)盤(pán)溫度，主要依據(jù)風(fēng)機(jī)原理將制動(dòng)盤(pán)設(shè)計(jì)為中空結(jié)構(gòu)的強(qiáng)制冷卻方式，進(jìn)而保證制動(dòng)時(shí)溫度不會(huì)大于150℃。依據(jù)大功率下運(yùn)帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)需求，在大功率下，必須保證減速機(jī)和電機(jī)之間的耦合器功率平衡。

（二）大功率下運(yùn)帶式輸送機(jī)液力制動(dòng)系統(tǒng)

液力耦合器能夠有效傳遞力矩，若是將耦合器中的渦輪進(jìn)行固定，就會(huì)導(dǎo)致泵輪帶動(dòng)下高速的液流形成比較大的阻力矩，從而實(shí)現(xiàn)減速。而液力制動(dòng)系統(tǒng)主要依據(jù)此種原理設(shè)計(jì)。通常情況下，液力制動(dòng)系統(tǒng)包含泵輪和渦輪液力制動(dòng)耦合器以及液壓冷卻控制等。其中制動(dòng)力矩的表達(dá)公式如下：

上述公式中，λB表示泵輪力矩系數(shù)，ρ表示工作介質(zhì)相應(yīng)密度，nB表示泵輪轉(zhuǎn)速，D表示循環(huán)圓的有效直徑。通過(guò)分析上述公式，在結(jié)構(gòu)參數(shù)為定值時(shí)，液力制動(dòng)系統(tǒng)中制動(dòng)力矩和泵輪轉(zhuǎn)速存在密切關(guān)系，若是泵輪轉(zhuǎn)速是零，此種狀況下液力制動(dòng)系統(tǒng)就難以輸出制動(dòng)力矩。另外，泵輪力矩系數(shù)（λB）和耦合器沖液量存在一定關(guān)系，如果沖液量不斷增多，就會(huì)導(dǎo)致泵輪力矩系數(shù)（λB）逐漸增大，對(duì)此就應(yīng)該改變沖液量實(shí)現(xiàn)制動(dòng)力矩的改變，從而大功率下運(yùn)帶式輸送機(jī)合理制動(dòng)。因?yàn)楸幂喓蜏u輪并非剛性聯(lián)接，而且液力制動(dòng)耦合器在布局方面嚴(yán)重影響自身尺寸大小，所以通常要設(shè)置于高速軸中。同時(shí)液力制動(dòng)系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)制動(dòng)至零速，如果泵輪速度并未超過(guò)400r/min，就應(yīng)該選擇機(jī)械閘制動(dòng)，其液壓控制中冷卻系統(tǒng)和液壓制動(dòng)系統(tǒng)相同，常常發(fā)生油溫高或者是油質(zhì)差問(wèn)題，從而導(dǎo)致發(fā)生故障。

圖1 液壓制動(dòng)原理示意圖

（二）大功率下運(yùn)帶式輸送機(jī)液壓制動(dòng)系統(tǒng)

液壓制動(dòng)系統(tǒng)主要是把容積式的油泵和輸送機(jī)進(jìn)行連接，然后利用主機(jī)拖動(dòng)。在制動(dòng)過(guò)程中，液壓泵把機(jī)械能有效轉(zhuǎn)換成為液壓能，并且利用控制閥節(jié)流口把液壓能有效轉(zhuǎn)換成為熱能，進(jìn)而完成輸送機(jī)的制動(dòng)。依據(jù)工作原理差異通常把液壓制動(dòng)分成調(diào)壓制動(dòng)和調(diào)速制動(dòng)。其中調(diào)壓制動(dòng)如圖1所示。調(diào)壓制動(dòng)是液壓泵利用輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)，若是輸送機(jī)處于正常工作狀態(tài)，這時(shí)電磁閥2就會(huì)通電，而且二位閥處在通位工作狀態(tài)下，同時(shí)液壓泵所輸出的油液利用二位閥有效返回油箱。合理調(diào)節(jié)泵泵出口壓力就能夠?qū)崿F(xiàn)制動(dòng)力矩的調(diào)整，進(jìn)而完成大功率下運(yùn)帶式輸送機(jī)的可控制動(dòng)。液壓調(diào)壓制動(dòng)系統(tǒng)不僅容易進(jìn)行操作，而且具備良好的散熱性能。

結(jié)語(yǔ)

近些年來(lái)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，我國(guó)已經(jīng)研制出許多大功率下運(yùn)帶式輸送機(jī)的可控制動(dòng)技術(shù)，比如說(shuō)液壓制動(dòng)系統(tǒng)和液力制動(dòng)系統(tǒng)以及防爆自冷盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)等，可是在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中一定要依據(jù)工作原理與工作特點(diǎn)，選擇適宜的制動(dòng)技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)大功率下運(yùn)帶式輸送機(jī)的可控制動(dòng)。

[1]李軍霞，寇子明，俞晶.下運(yùn)帶式輸送機(jī)液壓調(diào)速軟制動(dòng)器特性分析及試驗(yàn)研究[J].煤炭學(xué)報(bào)，2013（09）.