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、運(yùn)量大、能夠連續(xù)運(yùn)輸，且容易實(shí)現(xiàn)自動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、長運(yùn)距、高強(qiáng)度、高運(yùn)速的方向發(fā)展。但同時也伴隨著大功率、長運(yùn)距、高強(qiáng)度、高運(yùn)速帶式輸送機(jī)運(yùn)行安全、可靠等問題[1]。帶式輸送機(jī)制動器的應(yīng)用，可以防止帶式輸送機(jī)傾角大于4°時，因重載或者停運(yùn)發(fā)生逆運(yùn)轉(zhuǎn)而造成事故[2]。

1 制動器分類

1.1 按制動器摩擦形式

(1) 摩擦式制動器。靠制動件與運(yùn)動件之間的摩擦力制動。

(2) 非摩擦式制動器。制動器的結(jié)構(gòu)形式主要有磁粉制動器(利用磁粉磁化所產(chǎn)生的剪力來制動)、磁渦流制動器(通過調(diào)節(jié)勵磁電流來調(diào)節(jié)制動力矩的大小)以及水渦流制動器等。

1.2 按制動能量傳輸方式

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

1.3 按制動件結(jié)構(gòu)形式

分為外抱塊式制動器、內(nèi)張?zhí)闶街苿悠?、帶式制動器和盤式制動器等。

2 液壓盤式制動器

2.1 結(jié)構(gòu)組成

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

圖1 液壓制動器結(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、螺栓和制動靴使制動襯墊壓向制動盤，產(chǎn)生制動力，實(shí)

現(xiàn)制動。制動時產(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。 制動器松閘時，需通入壓力油，活塞在壓力油作用下進(jìn)行移動，將制動襯墊從制動盤向后收回，實(shí)現(xiàn)松閘。

3 液壓盤式制動器工業(yè)性應(yīng)用研究

3.1 液壓盤式制動器選型計(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1 700 m，輸送量4 000 t/h，輸送傾角16°，傳動滾筒直徑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)算其最大制動力矩時要根據(jù)上運(yùn)段空載，下運(yùn)段滿載時的工況計(jì)算，根據(jù)運(yùn)輸手冊公式有[4]：

FBmax≥1.5(FStmax-FHmax)

(1)

式中：FBmax為傳動滾筒所需最大制動力，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和矩計(jì)算：

MZ=FBmax×r/i

(2)

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

通過計(jì)算可得：MZ=946 kN·m

制動器選用德國西伯瑞工業(yè)盤式制動器，制動器型號為SHI252×4型，制動盤直徑D=2 200 mm。制動力矩Mt=1 280 kN·m大于傳動滾筒軸制動力矩946 kN·m，滿足要求。

3.2 SHI252型液壓盤式制動器安裝與應(yīng)用

(1) 液壓盤式制動器安裝

SHI252型液壓盤式制動器由一對制動頭組成，每個制動頭都要使用雙頭螺栓將制動頭安裝在支架上。再將制動器安裝在支架上，制動器置于制動盤兩側(cè)；在安裝制動器時，必須調(diào)整制動器，使其對中且與支架平行。再連接液壓站和制動器之間的管路，通入壓力油。

(2) 制動力矩設(shè)置

液壓盤式制動器的制動力矩可以通過調(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，夾緊力或制動力矩將相應(yīng)減小，如表1所示；間隙越大，制動器上閘時間越長。

表1 間隙-夾緊力對照表

3.3 液壓盤式制動器應(yīng)用效果

同發(fā)東周窯礦井為千萬噸礦井，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5 000萬噸。安裝的SHI252型液壓盤式制動器，制動力矩大、散熱性能較好，制動力矩可以調(diào)整，操作簡單、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

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，將會為國家?guī)砭薮蠼?jīng)濟(jì)損失。因此，當(dāng)帶式輸送機(jī)傾角大于4°時，為帶式輸送機(jī)安裝液壓盤式制動器，不會發(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型液壓盤式制動器具有制動力矩大、制動力矩可以調(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)制動器和逆止器的淺析[J].機(jī)械管理開發(fā)，2003(6)：14-15.

[3] 趙建強(qiáng).大傾角皮帶機(jī)驅(qū)動裝置與制動裝置的選型研究[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[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.