大功率下運帶式輸送機制動技術的若干研究

時宗宇 朱嘉寧

（1.北方重工集團有限公司工程成套分公司，遼寧 沈陽 110141；2.北方重工集團有限公司設計研究院，遼寧 沈陽 110141）

帶式輸送機自身結構比較簡單，而且運行安全，維修和養護比較方便，其已經成為煤礦領域生產的重要運輸裝置，而且在煤礦企業安全生產中發揮著關鍵性作用，尤其是煤礦專業技術快速發展下，大功率下運帶式輸送機普遍運用。但是，大功率下運帶式輸送機，由于工作環境具備特殊性，對于設計制造和安裝調試等多個方面提出嚴格要求，因此選取合理的制動技術，保證下運帶式輸送機可以可靠、安全運行具有重要意義。

一、下運帶式輸送機制動技術性能分析

下運帶式輸送機對于制動系統有著嚴格要求，通常情況下，制動系統必須要提供安全、可靠以及平穩等停車制動力矩，同時制動設備相應制動力矩應該具備隨時調整功能，從而確保停車制動過程中的減速度實現有效控制。首先，制動系統一定要具備防爆性與散熱性能。制動系統制動力矩通常會在制動輪表面溫度不斷變化下而出現變化。同時，在進行制動時絕不可形成火花與表面溫度過高等問題，若是超出150℃就會造成煤塵爆炸，而且超溫以及閘襯磨損還會造成摩擦形式的制動設備相應制動力明顯降低，進而發生“飛車”安全事故。其次，制動系統在制動過程中應該具備平穩性，也就是減加速度一定要嚴格控制在規定的范圍之內，通常情況下不可以超過0.3m/s2。因為輸送機中物料具體數量會不斷變化，而且輸送機和物料輸送至電機軸相應轉動慣量也會不斷變化，所以一定要確保制動系統減加速度具備穩定性，同時制動力度應該依據轉動慣量的改變進行相應變化。最后，制動系統一定要具備充足制動力矩。由于制動力矩不但和輸送機系統工作參數存在密切關系，還與制動時間、制動系統動載荷、制動設備溫度等相關要素存在關系，因此在進行制動時，必須保證制動力矩具備充足的過程量。

二、大功率下運帶式輸送機制動技術分析

（一）大功率下運帶式輸送機防爆自冷盤式制動技術

其一般由機械盤閘與可控液壓站構成，主要原理就是利用制動器實現工作盤相應摩擦制動力的有效施加，進而形成制動力矩，然后利用液壓站有效調整制動設備中油壓大小，合理調整正壓力，最后完成制動力矩科學調整。一般情況下，液壓站主要選擇電液比例控制技術，因此制動系統中制動力矩能夠依據具體工作狀況實現自動調整。另外，為了避免產生火花，應該將制動盤設置于中低速軸中，而且線速度不可以超過10m/s。同時為了保證制動設備散熱性能，就應該控制制動盤溫度，主要依據風機原理將制動盤設計為中空結構的強制冷卻方式，進而保證制動時溫度不會大于150℃。依據大功率下運帶式輸送機的驅動系統相關需求，在大功率下，必須保證減速機和電機之間的耦合器功率平衡。

（二）大功率下運帶式輸送機液力制動系統

液力耦合器能夠有效傳遞力矩，若是將耦合器中的渦輪進行固定，就會導致泵輪帶動下高速的液流形成比較大的阻力矩，從而實現減速。而液力制動系統主要依據此種原理設計。通常情況下，液力制動系統包含泵輪和渦輪液力制動耦合器以及液壓冷卻控制等。其中制動力矩的表達公式如下：

上述公式中，λB表示泵輪力矩系數，ρ表示工作介質相應密度，nB表示泵輪轉速，D表示循環圓的有效直徑。通過分析上述公式，在結構參數為定值時，液力制動系統中制動力矩和泵輪轉速存在密切關系，若是泵輪轉速是零，此種狀況下液力制動系統就難以輸出制動力矩。另外，泵輪力矩系數（λB）和耦合器沖液量存在一定關系，如果沖液量不斷增多，就會導致泵輪力矩系數（λB）逐漸增大，對此就應該改變沖液量實現制動力矩的改變，從而大功率下運帶式輸送機合理制動。因為泵輪和渦輪并非剛性聯接，而且液力制動耦合器在布局方面嚴重影響自身尺寸大小，所以通常要設置于高速軸中。同時液力制動系統難以實現輸送機制動至零速，如果泵輪速度并未超過400r/min，就應該選擇機械閘制動，其液壓控制中冷卻系統和液壓制動系統相同，常常發生油溫高或者是油質差問題，從而導致發生故障。

圖1 液壓制動原理示意圖

（二）大功率下運帶式輸送機液壓制動系統

液壓制動系統主要是把容積式的油泵和輸送機進行連接，然后利用主機拖動。在制動過程中，液壓泵把機械能有效轉換成為液壓能，并且利用控制閥節流口把液壓能有效轉換成為熱能，進而完成輸送機的制動。依據工作原理差異通常把液壓制動分成調壓制動和調速制動。其中調壓制動如圖1所示。調壓制動是液壓泵利用輸送機驅動，若是輸送機處于正常工作狀態，這時電磁閥2就會通電，而且二位閥處在通位工作狀態下，同時液壓泵所輸出的油液利用二位閥有效返回油箱。合理調節泵泵出口壓力就能夠實現制動力矩的調整，進而完成大功率下運帶式輸送機的可控制動。液壓調壓制動系統不僅容易進行操作，而且具備良好的散熱性能。

結語

近些年來，社會經濟的快速發展，科學技術水平的不斷進步，我國已經研制出許多大功率下運帶式輸送機的可控制動技術，比如說液壓制動系統和液力制動系統以及防爆自冷盤式制動系統等，可是在實踐應用過程中一定要依據工作原理與工作特點，選擇適宜的制動技術，從而實現大功率下運帶式輸送機的可控制動。

[1]李軍霞，寇子明，俞晶.下運帶式輸送機液壓調速軟制動器特性分析及試驗研究[J].煤炭學報，2013（09）.