关于带式输送机中制动技术的探讨

2010-09-07安徽省矿业机电装备公司桑杰

河南科技 2010年12期

安徽省矿业机电装备公司桑杰

关于带式输送机中制动技术的探讨

安徽省矿业机电装备公司桑杰

带式输送机(包括固定或顺槽式)的负载是一种典型的恒转矩负载,而且往往不可避免地要进行空载或带负载地启动和制动。通过对带式输送机的改型设计,采取盘式可控制动、液力制动和阻尼制动等制动技术,使普通带式输送机在向上、水平和向下运输时都能达到平稳启动和停车,提高了带式输送机的安全性能和扩大了其应用范围。

制动技术带式输送机安全性能应用范围

一、问题的提出

带式输送机是化工、煤炭、冶金、矿山、电力、轻工、粮食、及交通运输等部门广泛使用的运输设备。适用于各种粒状、粉状等散体物料,也可输送成件物品。随着社会的发展和生产能力的提高,对长距离、大运量的带式输送机的需求量越来越大。特别是近些年随着煤矿采煤技术的提高,采煤工作面延长和产量的提高,煤矿生产急需大运量、长距离的大功率带式输送机,原有的中、小型带式输送机已不能满足生产的要求。由于带式输送机的使用特殊性,一般只能用于平巷运输,无法适应煤矿井下巷道复杂多变的实际需要,特别是长距离带式输送机在上运、下运的工况下,由于输送机突然制动或停车,胶带张力突然急剧变化而导致胶带堆叠,极易出现“飞车”、皮带打滑、摩擦过热、起火、裂带、断带等一系列危险现象,严重制约了带式输送机的安全使用,也限制了带式输送机的应用范围。

二、解决的方案

通过对普通带式输送机的改型设计,采用盘式可控制动(如图1所示)、液力制动(如图2所示)、阻尼制动等制动技术,在带式输送机在启动或停车的过程中提供必要的阻力或反力偶矩,从而有效防止了“飞车”、皮带打滑、摩擦过热、起火、裂带、断带等一系列危险现象的发生,保证了大倾角上运和下运输送机的安全运行。

图1 盘式可控制动器安装示意图

图2 液力制动器安装示意图

1.制动力的确定

为了正确地选用制动设备,首先要计算所需制动力的大小,以下运工况为例。为安全起见,传动滚筒所需的最大制动力应按最不利的制动工况考虑:FBmax≥1.5(FStmax-FHmin)式中:FBmax——传动滚筒所需的最大制动力,N;FStmax——最大倾斜阻力,N;FHmin——最小主要阻力,N。

(1)采用铺设阻尼板来抵消倾斜阻力,则:F0=τ (qB+qG)g cosδ式中:F0——每米阻力板产生的阻力,N;qB——每米长输送带的质量,kg/m;qG——每米长输送物料的质量,kg/m;δ——输送机的倾角,(°)。τ——阻力板与胶带间的摩擦系数,一般取0.2～0.3。而阻力板铺设长度由式l0=FBmax/F0来计算。

(2)采用盘式可控制动、液力制动等制动技术,其制动力矩的选择按下式计算:MZ=FBmaxr/i式中: MZ——制动器的额定制动力矩,N·m;r——传动滚筒的半径,m;i——制动器的安装轴到传动滚筒的传动比。

2.采用制动技术的主要特点

(1)采用盘式可控制动主要有以下特点:①采用制动技术后,能更好的减少启动过程中的冲击和振动,使启动性能更加柔和,防止过载,延长整机使用寿命。②应用于大倾角上运、下运工况,能够充分利用电机的最大转矩可以实现《煤矿安全规程》规定的软制动。③能够实现多电机驱动时的功率平衡。④根据用户要求,能够实现带负载输送的低速运行。⑤系统在下运工况或突然断电时,能确保输送机平稳减速停车。与电控装置配合,使皮带运输机的停车减速度保持在0105～0.3m/s2。⑥适用于煤矿井下工作条件,具有过载自动保护功能。⑦液压控制系统采用双回路结构,一用一备,可靠性高。

(2)采用液力制动的主要特点:①制动力矩自适应功能,能真实有效地实现从空载到重载各种条件下平稳且及时的“软制动”。②具有失电自动保护功能,一遇失电随即制动。③分载护运,在严重超载时有效地防止“飞车”事故的发生。④具有矿用防爆功能,使用简单、性能可靠。

(3)阻尼制动的主要特点:输送带是一种粘弹性体,带式输送机在制动的不稳定阶段,要求有尽量小的制动加速度以降低制动时的冲击。采用阻尼技术,可以通过摩擦实现有效减小下滑力,在一定范围内平衡驱动力。

3.关于制动器的选用。依据以上公式计算得出所需的制动力,再具体结合带式输送机的运行环境和布置要求,从而根据手册选用合适的制动设备。一般来说,对于中、小型或下运倾角小于10°的带式输送机,采用液力制动器、阻尼板制动即可达到制动效果;对于大功率带式输送机,特别是大倾角下运工况,采用盘式可控制动器效果很好。