下运带式输送机的制动控制系统研究

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摘 要：随着工业生产的快速发展，采用带式输送机的愈来愈多。制动装置是下运带式输送机的关键设备之一。近年来，随着我国下运带式输送机的不断发展，制动技术也在不断提高。对下运带式输送机的运行机理进行了简单的分析，并对常用的几种制动装置的原理和特点进行了比较。

关键词：下运带式输送机；制动装置

中图分类号：TD52文献标识码：A文章编号：1672-3198（2008）05-0318-02

1 制动控制系统的原理及基本构成

1.1 制动控制系统的原理

随着长距离、大运量、大功率的下运带式输送机的广泛应用，其制动装置功能的完善、性能的好坏，直接影响着下运带式输送机的安全与可靠运行。主要体现在以下几个方面：

①制动力矩可控；②具有断电可靠制动；③具有定车功能；④具有重载起车制动力矩零速保持功能；⑤实现多机制动力矩平衡；⑥易实现井下防爆要求；⑦尽量做到节能。

在下运带式输送机制动过程中，制动装置不但要能克服负载力矩的作用，同时要不断地吸收制动过程产生的热量。若制动减速度取较小时，制动装置的制动力矩可以较小，但是此时要求制动装置的制动功较大，要求制动装置的热容量也要大。由于这个原因，在现场使用中，制动装置的制动力矩由于设置不当，制动时间过长，产生了大量的热，使得制动装置温升过高。但是当制动减速度过大时，虽然产生的发热量小了，但要求制动装置输出的制动力矩大了，对带式输送机系统的机械冲击也大，甚至出现减速机齿轮损坏或断轴事故。所以一般情况下，对于大功率的下运带式输送机都要采用可控制动装置，同时要求制动装置具有较大的热容量和良好的散热条件。

1.2 制动控制系统的基本构成

下运带式输送机的制动控制系统主要包括控制单元、制动单元、皮带输送机传动系统和信号传感反馈单元。当控制单元得到主控信号，要求液压制动器实施制动，即向皮带输送机传动系统输出一个制动力矩，则控制单元发送一定值的电流与电压信号，然后由信号传感单元反馈加速信号与速度信号到控制单元中，控制单元即可按一定的指标来实现对力矩的调节功能，使皮带输送机传动系统的制动满足工况要求。

2 制动装置

2.1 盘式制动器

盘式制动系统主要由机械盘闸和可控液压站组成，其工作原理是通过制动器对工作盘施加摩擦制动力而产生制动力矩，通过液压站调整制动器中油压的大小，可以调整正压力，从而调整制动力矩的大小。液压站采用了电液比例控制技术，所以制动系统的制动力矩可以根据工作需要自动进行调整，实现良好的可控制动。它具有制动力矩大、可调、动作灵敏、散热性能好、使用和维护方便等优点。但由于需要设置油泵站而导致体积较大。

煤矿井下因有防爆要求，则盘式制动器不能安装在高速轴上，而是将其安装在不足以产生火花的中低速轴上。同时，根据下运带式输送机驱动系统的要求，当大功率或多机驱动时，要在减速器与电动机之间安装软起动装置，以保持功率平衡。

2.2 液力制动装置

液力制动器实质上是一个涡轮固定，并对泵轮带动的高速液流产生巨大的阻力矩，使带式输送机减速运行的液力偶合器。它可以通过调整充液量来改变制动力矩的大小，实现下运带式输送机的可控制动功能。主要由带泵累、涡轮的液力制动偶合器和液压冷却控制系统组成。

当带式输送机正常运转时制动器内不充液，泵轮被驱动电动机带动而运转，需要制动时将液体输入，根据所充入液体量的多少来调节其制动力矩的大小。通常采用的液体为油，但是由于在很短的制动时间内需要把带式输送机的全部动能消耗掉，因此油温势必急剧上升，所以油路必须采用循环系统以利散热。它具有制动力矩大，可以调节的优点，但因配有泵站等设备，因此设备体积大。

液力制动器的制动力矩与制动器叶轮转速的平方成正比，一般安装在减速器的高速轴上。由于制动力矩在制动过程中可调，因此非常适用于下运带式输送机。又由于液力制动器不可能把带式输送机制动到零速，当泵轮速度低于400r/min时，必须安装其他类型的制动装置与之配合，满足定车要求。但因设备体积大，在可伸缩带式输送机上无法安装使用。

2.3 液压制动装置

（1）液压调压制动器。

它的工作原理是将容积式油泵连接在带式输送机上，由主机拖动。当制动时，油泵将机械能转变为液压能，通过调节泵出口压力的大小就可以调整制动力矩的大小，从而实现带式输送机制动目的。液压调压制动装置的压力确定后，系统将输出一个不随主机转速变化的恒定制动力矩。其主要优点是制动力矩正比于调定压力，而且它与转速无关，故可将转速制动到零而无需设机械闸。

（2）液压调速制动器。

该装置的油泵随主机转动，当改变液压油泵的流量时，就可以改变带式输送机的转速，从而实现制动装置的可控制动。

液压制动装置通过控制油压或流量，可以有效地对下运带式输送机实现制动减速。对于大功率下运带式输送机的制动，一般采用高压大流量变量柱塞泵，当制动带式输送机时，排量调到最大，而带式输送机正常运行时，排量调到最小。由于液压泵长时间处于高速运转状态，磨损快，寿命短，在制动过程中，大量的制动热由液压油带走，并经水冷散热器散热，增加了附设系统。当油温过高时，液压元件易出现故障，同时油液由于大流量的循环运动和温度变化，很容易变质，进一步影响液压控制系统的可靠性，同时当带式输送机定车时，由于液压泵和液压系统的泄漏，必须专门加液压推杆制动器以定车。

2.4 粘液可控制动装置

粘液可控制动装置工作原理与液体粘性可控软起动装置相同。它是利用摩擦片在粘性液体中的摩擦力来传递力矩的。为实现带式输送机各项制动性能要求，粘液可控制动装置采用常闭式结构。当主动轴带动主动摩擦片旋转时，由于从动摩擦片不动，使得主、从动摩擦片之间产生摩擦力。改变控制油缸中的油压大小，就可以调节主、从动摩擦片之间的压紧力，进一步改变主动摩擦片与从动摩擦片间的摩擦力矩，从而实现带式输送机各项制动技术要求。在制动过程中，制动力矩随油膜间隙的减小而增大，随制动速度的降低而减小。所以在制动过程中，应不断地减小油膜间隙，才能保证一定的制动力矩。

粘液可控制动装置结构简单：能提供可调的、平滑的、无冲击的制动力矩；可以用一个液压站进行多台制动；带式输送机过载时能实现自动过载保护功能；使用安全可靠，制动力矩冲击小，具有良好的使用效果；粘液可控制动装置的主、从动摩擦片都在粘性油中工作，它是通过油来进行冷却散热，可以省去冷却用水，节省了运行费用。粘液可控制动装置是目前较好的制动装置，特别适合应用于长距离、大功率的下运带式输送机上。

3 结论

以上各种制动装置在实际使用中各有特色。根据它们的工作原理和工作特点，在实现大功率下运带式输送机制动要求的设计中，它们的工作性能也各有差别，如表所示：

为满足大型下运带式输送机可控制动的要求，结合现场使用情况，可选用适当的可控制动装置。对具有较高的可控制动性能要求的场合，为更好的达到限速制动的目的，均可与液压推杆制动器配合使用，实现软、硬两级制动。

参考文献

［1］崔根伟.下运带式输送机液压制动系统的研究［J］.矿山机械,2002,(11).

［2］霍松山.下运带式输送机的使用与维护［J］.煤矿机械,2003,(09).

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