摘要：分析了常用制動器的工作原理和控制要求，并結合帶式輸送機盤式制動器運行中存在的問題，提出了解決方案，增加了不間斷電源模塊和中間繼電器，避免了盤式制動器因斷電而導致突然失去液壓無法進行制動的問題，保證了系統(tǒng)工作電源的穩(wěn)定性和可靠性;對盤式制動器控制系統(tǒng)進行了改造，保證了帶式輸送機能夠軟停車，實現(xiàn)了可控制動。

關鍵詞：盤式制動器;控制系統(tǒng);可控制動;軟停車

0? ? 引言

帶式輸送機制動器通常情況下分為兩種：盤式制動器和電力推桿式制動器，前者對應的制動力矩較大，安裝于低速軸，后者制動力矩較小，安裝于高速軸。現(xiàn)有大多數(shù)煤礦大型帶式輸送機均采用盤式制動器，而多數(shù)情況下，正常停車和控制系統(tǒng)斷電均為直接抱閘，久而久之，就會對帶式輸送機產(chǎn)生很大的機械沖擊，甚至可能會導致斷帶事故發(fā)生。因此，盤式制動器控制系統(tǒng)的可靠性以及制動力的可控性就變得尤為重要。

1? ? 液壓盤式制動器工作原理

液壓制動方式相對于其他制動方式而言，有許多獨特的優(yōu)勢，譬如，液壓制動方式可以直接對主機的轉速進行控制，系統(tǒng)的結構相對來說又比較簡單，造價也不是很高，而且液壓制動裝置在低速時關停帶式輸送機的機能也比較好，液壓制動工作時的穩(wěn)定性比較高[1]。如圖1所示，盤式制動裝置的制動力矩是由閘瓦與制動盤摩擦而產(chǎn)生的，因此，調節(jié)閘瓦對制動盤的正壓力即可改變制動力，而制動器的正壓力大小與液壓系統(tǒng)的控制油壓成比例。

液壓盤式制動器是通過調節(jié)液壓泵的壓力來工作的，而想要液壓泵輸出力矩，需要用電動機去驅動液壓泵產(chǎn)生阻尼力矩，針對下運帶式輸送機，當液壓泵輸出的阻尼力矩大于貨物沿輸送帶的下滑分力時，便可以對帶式輸送機進行制動[2]。也可以通過改變液壓泵的排油流量及液壓力大小，對阻尼力矩進行相應的調節(jié)。機械設備正常工作時，油壓達最大值，此時正壓力為0，并且閘瓦與制動盤間留有1～1.5 mm的間隙，即制動閘處于松閘狀態(tài)。當機械設備需要制動時，電液擴能改造系統(tǒng)將根據(jù)工況發(fā)出控制指令，使制動裝置按照預定的程序自動減小油壓以達到制動要求。

2? ? 液壓盤式制動系統(tǒng)的控制要求

液壓盤式制動系統(tǒng)的控制要求主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）具備在各種工況下均能可靠停車的性能。在供電系統(tǒng)忽然斷電或制動系統(tǒng)故障時，能夠及時上傳相關信息，并能配合帶式輸送機控制系統(tǒng)完成在各種突發(fā)情況下的可靠停車。

（2）制動力矩是可控的。由于下運時，帶式輸送機的載重和傾角不同，對應需要的制動力矩也會不同，此時若啟動下運帶式輸送機，為了解決下運超速溜車的問題，常常需要制動裝置配合預制一定的反向力矩，作為輸送機下滑的阻力，從而實現(xiàn)下運帶式輸送機的啟動[3]。針對這種情況，就需要制動力矩可控，并能根據(jù)工況的變化而設定。

（3）避免在制動時出現(xiàn)打滑狀況。制動裝置在對帶式輸送機進行制動時，如果制動裝置輸出的制動力矩太大，就有可能會導致輸送帶出現(xiàn)打滑的情況，制動不起作用，甚至會引起嚴重的生產(chǎn)安全事件。

3? ? 液壓盤式制動器控制系統(tǒng)的改進

結合以上分析，并結合煤礦現(xiàn)場實際運行情況及某礦井實際發(fā)生的故障，對常規(guī)液壓盤式制動器控制系統(tǒng)進行改進。

（1）制動器PLC控制箱電源模塊增設不間斷電源（UPS），避免在液壓制動時忽然發(fā)生斷電事故，液壓制動裝置因斷電而導致突然失去液壓無法進行制動。

在供電系統(tǒng)正常供電時，UPS還可以充當輔助電源，同時也可以對供電系統(tǒng)供應電源的電壓和頻率進行穩(wěn)定，然后再提供給負荷使用，供電系統(tǒng)在此期間對UPS中蓄電池進行充電;在供電系統(tǒng)突然斷電或供電質量較差時，UPS備用電源立即投運，將蓄電池內存儲的電能經(jīng)過逆變之后供給負載使用，使PLC維持正常工作，以保存資料并保護設備，保證了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性。

（2）增設中間繼電器，將制動裝置斷電故障信號傳輸至主控系統(tǒng)，并使主控系統(tǒng)做出相應處理。在現(xiàn)場對改進后的系統(tǒng)進行運行調試，保證系統(tǒng)能夠可靠工作。

（3）改造制動器控制系統(tǒng)，保證帶式輸送機能夠實現(xiàn)軟停車及可控制動。

首先要說明的是，要想實現(xiàn)可控制動，也要對液壓制動系統(tǒng)構造進行改進，本文只闡述相應控制系統(tǒng)的改進，并結合現(xiàn)場經(jīng)驗，對改造后控制系統(tǒng)的程序及參數(shù)進行設定。在正常停車過程中，通過速度傳感器檢測到帶式輸送機速度為0.8 m/s時，控制制動系統(tǒng)抱閘，此時控制電液比例節(jié)流閥緩慢卸壓;在緊急停車過程中，檢測到速度為0.5 m/s時，控制制動系統(tǒng)抱閘，此時控制電液比例節(jié)流閥快速卸壓;當制動系統(tǒng)斷電時，控制系統(tǒng)按照正常停車動作。

4? ? 控制系統(tǒng)的程序及參數(shù)設定

制動器控制系統(tǒng)松閘程序如圖2所示。

輸送帶張緊正常則指示燈亮，此時允許啟動制動閘。給出制動閘開信號，制動閘打開后，反饋回閘開信號，允許啟動變頻器。制動器控制系統(tǒng)斷電時按正常停車執(zhí)行，停車時間60 s。

停車程序為：按下帶式輸送機停止按鈕后為正常軟停車，停車時間設置為60 s，輸送帶速率為0.8 m/s時主動抱閘。急停車時的設置為：按下控制臺上的急停按鈕則為急停車，通過自由慣性停車，因輸送帶上承載貨物因素的不確定，停車時間也不能夠確定，輸送帶速率為0.5 m/s時主動抱閘。

5? ? 結語

本文對常規(guī)液壓盤式制動器液壓工作原理和控制要求進行了簡要分析，并結合現(xiàn)場運行過程中存在的問題提出了很好的解決方案，最后完成了控制系統(tǒng)程序和參數(shù)設定，并對改進后的系統(tǒng)進行了簡單的程序調試，驗證了改進后的方案提高了系統(tǒng)可靠性，為解決此類問題提供了一定的參考。

[參考文獻]

[1] 荊棟.基于模糊控制的下運帶式輸送機液壓制動系統(tǒng)的研究[D].西安：西安科技大學，2005.

[2] 吳平平.基于ARM的下運帶式輸送機液壓制動系統(tǒng)的計算機控制研究[D].西安：西安科技大學，2007.

[3] 李紀，池鳳山.煤礦機電事故分析與預防[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1994.

收稿日期：2019-11-28

作者簡介：史志紅（1988—），男，江蘇徐州人，工程碩士，工程師，從事煤礦電氣設計工作。