盤式制動器在下運輸送機中的選型分析

顏玉

（山東能源重裝集團泰裝工程裝備制造有限公司，山東 泰安 271000）

隨著科技的發展，帶式輸送機在工程領域（水泥、煤炭、電廠、礦山）的應用越來越普遍，應用范圍越來越廣。結合國內實際使用情況，輸送機的主要制動方式分為兩種：低速盤式制動器和高速推桿制動器。對于高速電液推桿制動器來說，由于其高速制動，制動快、制動力矩小，散熱能力有限、升溫快，因此主要應用在小功率輸送機上。而對于長距離、大傾角、大功率輸送機則一般選用低速盤式制動器，其具有制動力矩大、制動力矩穩定、散熱性能好、升溫慢，常閉式結構更可靠等特點，更是下運帶式輸送機制動的最佳選擇。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現各種工作制動。

圖1 盤式制動器在系統中的布置示意圖

1 盤式制動器的選型計算

某煤礦運輸斜井下運輸送機參數：運量Q=1000t/h、運距L=600m、傾角β=-15°、帶速V=2.5m/s、帶寬B=1200mm、膠帶ST1600，傳動滾筒直徑φ1000mm（2臺，雙滾筒雙電機驅動）。

1.1 輸送機的計算

圖2 輸送機線路纏繞簡圖

1.1.1 承載段阻力

式中： q — 物料線質量kg/m；

q' — 上托輥的線質量kg/m；

qd — 膠帶的線質量kg/m。

1.1.2 回程段阻力

式中： q'' —下托輥的線質量kg/m；

qd —膠帶的線質量kg/m。

1.1.3 各點張力計算

按逐點張力法計算各點張力。

S1，S2= S1+Wz，S3=KS2，S4=S3+WK

其中：K—張力增加系數，1。（為最大限度的計算下滑力產生的發電工況）

根據摩擦傳動條件和垂度條件有：

計算結果見表1。

表1 計算結果

1.2 制動器選型計算

1.2.1 制動力Fz的計算

①輸送機直線移動部分質量m1

②輸送機旋轉部分的轉動慣量m2

④制動力Fz

Fz= Fa +| Fu |=197654N

1.2.2 制動時各點張力的變化

①當選用一臺盤式制動器時，相當于在制動時（電機停機，不提供制動力）只有一臺滾筒提供（驅動）制動力，此時各點張力：

計算結果見表2。

表2 計算結果

此時張緊點S4點的張力與正常運行時的張力相比，變化較大，張緊力無法滿足要求，會出現膠帶機制動時打滑的現象，嚴重時可能出現飛車情況。若按此力設定張緊力的話，膠帶強度降低，不能滿足使用要求，因此選用一臺制動器不合理。

②當選用兩臺盤式制動器（兩個滾筒上各布置一臺）時，相當于在制動時（電機停機，不提供制動力）還是兩臺滾筒提供（驅動）制動力，此時各點張力：

計算結果見表3。

表3 計算結果

此時張緊點S4點的張力與正常運行時的張力相比，沒有變化（還是采用的垂度條件計算），張緊力滿足要求，因此選用兩臺制動器雙滾筒布置是合理的。

1.2.3 制動器選型

對于下運帶式輸送機來說，制動力矩M可以直接利用正常運行時的驅動力(制動力)來計算。

式中： K —備用系數，一般取2

D —制動滾筒直徑，m

根據相關制動器參數，選擇盤式制動器型號：KPZ-1400/96，兩臺，單臺制動力矩為96KN.m

1.3 制動器選型注意事項

①對于下運輸送機來說，制動力矩可直接按驅動力計算，考慮兩倍的備用系數；

②對于長距離復雜工況的輸送機，制動力矩需按慣性力和下滑力計算；

③制動器選型不僅要考慮制動力，還要考慮驅動配比的情況，盡可能與驅動配比匹配（至少和驅動滾筒的數量匹配），如果無法實現，則需要按照制動情況計算輸送機的張力，重新核定張緊力及膠帶的強度；

④制動器在選型時，應綜合考慮制動力距和熱平衡等問題，若使用較小的盤徑輸出較大的制動力矩時，制動盤升溫快，溫升高，可能造成盤式制動器抱閘失效，發生事故。

2 結語

通過上述分析，在下運帶式輸送機或長距離復雜工況輸送機中選用盤式制動器，對于制動器的使用數量不僅要考慮制動力矩還要考慮驅動配比；對于制動器盤徑大小不僅要滿足制動力矩要求還要滿足溫升要求。