矿用带式输送机中盘式制动装置的分析与应用

韩亚强

（汾西矿业南关煤业， 山西 灵石 031304）

引言

大型带式输送机由于各种原因会随时停机，被运送的物料所产生的力将作用于其制动系统上，能量一部分被机械的运行阻力所消耗，大部分则由制动装置来承受，从而实现安全停车。如果制动装置达不到要求或者质量不过关，将直接影响第一生产。可见制动装置在带式运输过程中起重要作用。

1 带式输送机中的制动装置的选用

1.1 工作条件

1）《煤矿安全规程》第三百七十四条第五款规定，倾斜井巷中使用的带式输送机，在上运和下运时，必须安装制动装置。所以在上运的带式输送机中，为了防止各种因素导致的停车而发生逆转的状况，需要安装逆转装置中和制动装置；在下运的带式输送机中，同样也会发生各种状况，需要在低速轴上安装常闭式制动装置。

2）制动过程中，制动装置可以提供制动力矩，为在带式输送机上安装制动装置时以最小的制动力矩作为制动装置的选型依据。

3）制动装置的工作环境应该根据实际的工作环境去确定。

1.2 制动方式选择

制动器既是带式输送机的制动装置，也是安全保护装置。给带式输送机配备制动装置有不同的选择，比如有闸瓦式制动器、盘式制动器等。根据带式输送机的不同需要选择不同的制动器。各种制动器都有各自的优缺点，但在目前的发展中，盘式制动器在煤矿上得到广泛的应用。它的制动力矩大，动作灵敏，散热性能好，工作安全可靠，是一款功能齐全的制动装置。带式输送机的制动器一般安装在传动系统的低速滚筒端。

2 盘式制动器的组成及工作原理

2.1 盘式制动器组成

盘式制动器的组成见图1，主要的零部件有制动钳、制动钳卡销、制动盘、制动摩擦片、液压站、进（放）气口等。

图1 盘式制动器

2.2 工作原理

盘式制动器的基本工作原理（见图2）：动力源为制动器内部的机械碟簧，松闸力由液压站提供。制动器为常闭型，当系统停电时，制动器的状态为制动上闸，此时液压站提供松闸力，形成闭环系统。

图2 工作原理图

1）制动器松闸状态：液压站通电，电磁阀工作，液压油推开碟簧，制动器打开。

2）制动器上闸状态：液压站断电，电磁阀停止工作，液压油回到油箱，制动器上闸。

3 制动力矩的分析

在分析盘式制动器制动力矩的影响因素时，将制动器的工作状态设为理想的工作状态。

油压最大时：

式中：Pmax为进入油缸的最大油压力；A为制动油缸的有效面积；K为蝶形弹簧的刚度；Xmax为蝶形弹簧的最大压缩量。

制动状态时：式中:Fmax为最大制动力；Xmin为蝶形弹簧的最小压缩量；Pe为系统残压。

油压处于中间值时：式中：Fb为盘形闸产生的制动力；X为蝶形弹簧的压缩量；P为进入油缸的油压。

制动副对制动力矩的影响：

式中：Mmax为盘型制动装置产生的最大制动力矩；n为盘型制动器的副数；μ为闸瓦的摩擦系数，一般取0.4；Ra为平均摩擦半径。

4 提高制动力的方法

为了提高带式输送机制动力，可以增加盘式制动器的制动力矩。制动力矩的大小由实际的正压力值来决定，可通过增加盘式制动的副数、碟簧的刚度来增加制动力矩。

机械碟簧所产生的力作用于制动的正压力，从上述分析可以看出，机械碟簧组的工作力矩的大小取决于碟簧的数量和质量。在力矩相同时，碟簧的刚度越好，组数越多的制动器越好。

5 结语

盘式制动器是目前矿用制动器最多的制动装置，被应用于汽车刹车、桥式起重机、带式输送机等各个领域，尤其适用于大功率、长距离、大运量、上运及下运大倾角带式输送机，可提高生产能力，增加煤运量，延长输送距离。