盤式制動(dòng)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(guó)內(nèi)實(shí)際使用情況，輸送機(jī)的主要制動(dòng)方式分為兩種：低速盤式制動(dòng)器和高速推桿制動(dòng)器。對(duì)于高速電液推桿制動(dòng)器來說，由于其高速制動(dòng)，制動(dòng)快、制動(dòng)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(duì)于長(zhǎng)距離、大傾角、大功率輸送機(jī)則一般選用低速盤式制動(dòng)器，其具有制動(dòng)力矩大、制動(dòng)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(dòng)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(shí)現(xiàn)各種工作制動(dòng)。

圖1 盤式制動(dòng)器在系統(tǒng)中的布置示意圖

1 盤式制動(dòng)器的選型計(jì)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(dòng)滾筒直徑φ1000mm（2臺(tái)，雙滾筒雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)）。

1.1 輸送機(jī)的計(jì)算

圖2 輸送機(jī)線路纏繞簡(jiǎn)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(jì)算

按逐點(diǎn)張力法計(jì)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(jì)算下滑力產(chǎn)生的發(fā)電工況）

根據(jù)摩擦傳動(dòng)條件和垂度條件有：

計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 計(jì)算結(jié)果

1.2 制動(dòng)器選型計(jì)算

1.2.1 制動(dòng)力Fz的計(jì)算

①輸送機(jī)直線移動(dòng)部分質(zhì)量m1

②輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量m2

④制動(dòng)力Fz

Fz= Fa +| Fu |=197654N

1.2.2 制動(dòng)時(shí)各點(diǎn)張力的變化

①當(dāng)選用一臺(tái)盤式制動(dòng)器時(shí)，相當(dāng)于在制動(dòng)時(shí)（電機(jī)停機(jī)，不提供制動(dòng)力）只有一臺(tái)滾筒提供（驅(qū)動(dòng)）制動(dòng)力，此時(shí)各點(diǎn)張力：

計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 計(jì)算結(jié)果

此時(shí)張緊點(diǎn)S4點(diǎn)的張力與正常運(yùn)行時(shí)的張力相比，變化較大，張緊力無法滿足要求，會(huì)出現(xiàn)膠帶機(jī)制動(dòng)時(shí)打滑的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)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(tái)制動(dòng)器不合理。

②當(dāng)選用兩臺(tái)盤式制動(dòng)器（兩個(gè)滾筒上各布置一臺(tái)）時(shí)，相當(dāng)于在制動(dòng)時(shí)（電機(jī)停機(jī)，不提供制動(dòng)力）還是兩臺(tái)滾筒提供（驅(qū)動(dòng)）制動(dòng)力，此時(shí)各點(diǎn)張力：

計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 計(jì)算結(jié)果

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

1.2.3 制動(dòng)器選型

對(duì)于下運(yùn)帶式輸送機(jī)來說，制動(dòng)力矩M可以直接利用正常運(yùn)行時(shí)的驅(qū)動(dòng)力(制動(dòng)力)來計(jì)算。

式中： K —備用系數(shù)，一般取2

D —制動(dòng)滾筒直徑，m

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

1.3 制動(dòng)器選型注意事項(xiàng)

①對(duì)于下運(yùn)輸送機(jī)來說，制動(dòng)力矩可直接按驅(qū)動(dòng)力計(jì)算，考慮兩倍的備用系數(shù)；

②對(duì)于長(zhǎng)距離復(fù)雜工況的輸送機(jī)，制動(dòng)力矩需按慣性力和下滑力計(jì)算；

③制動(dòng)器選型不僅要考慮制動(dòng)力，還要考慮驅(qū)動(dòng)配比的情況，盡可能與驅(qū)動(dòng)配比匹配（至少和驅(qū)動(dòng)滾筒的數(shù)量匹配），如果無法實(shí)現(xiàn)，則需要按照制動(dòng)情況計(jì)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(dòng)器在選型時(shí)，應(yīng)綜合考慮制動(dòng)力距和熱平衡等問題，若使用較小的盤徑輸出較大的制動(dòng)力矩時(shí)，制動(dòng)盤升溫快，溫升高，可能造成盤式制動(dòng)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(zhǎng)距離復(fù)雜工況輸送機(jī)中選用盤式制動(dòng)器，對(duì)于制動(dòng)器的使用數(shù)量不僅要考慮制動(dòng)力矩還要考慮驅(qū)動(dòng)配比；對(duì)于制動(dòng)器盤徑大小不僅要滿足制動(dòng)力矩要求還要滿足溫升要求。