0、前言
近年來，我國的煤礦事業(yè)迅猛發(fā)展，多數(shù)煤礦企業(yè)朝著現(xiàn)代化高產(chǎn)煤礦大步邁進(jìn)。煤產(chǎn)量的大幅度提高與運(yùn)輸能力不足之間的矛盾越來越突出，于是諸如
帶式輸送機(jī)等煤炭轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)械的升級(jí)改造成為擺在各煤炭企業(yè)面前的難題，而在這些難題中，大傾角上運(yùn)或下運(yùn)式輸送機(jī)的制動(dòng)問題又首當(dāng)其沖。如果制動(dòng)器選擇不適當(dāng)，引起制動(dòng)失靈，輕則導(dǎo)致制動(dòng)裝置損壞、輸送機(jī)系統(tǒng)受損等問題，重則引起飛車甚至傷亡事故，嚴(yán)重影響煤礦的正常生產(chǎn)作業(yè)。盤式制動(dòng)器就是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生。
在帶式輸送機(jī)系統(tǒng)中，制動(dòng)器作為安全保護(hù)措施，一般根據(jù)輸送機(jī)的運(yùn)行速度、運(yùn)量、制動(dòng)力矩大小等選型。常見的機(jī)械摩擦式制動(dòng)裝置通常選用閘瓦式制動(dòng)器，這是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡單可靠，散熱好，而且閘瓦有充分的退距，調(diào)整瓦塊和制動(dòng)輪之間的間隙比較方便。但是它的缺點(diǎn)也比較明顯，雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是尺寸較大，制動(dòng)力矩卻很小。與閘瓦式制動(dòng)器相比，盤式制動(dòng)器具有以下優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)靈敏，制動(dòng)力矩大并且可調(diào)，動(dòng)作迅速，散熱性、穩(wěn)定性良好，使用和維護(hù)方便等。
1、盤式制動(dòng)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
如圖1所示，盤式制動(dòng)器由制動(dòng)頭、制動(dòng)盤、液壓系統(tǒng)、站用電控箱等組成。其基本工作原理是：制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)器由安裝在液壓缸內(nèi)部活塞后方的碟簧組提供制動(dòng)力矩；松閘時(shí)由液壓站提供松閘力。
制動(dòng)器為常閉型，其工作時(shí)，液壓站經(jīng)過管路8為制動(dòng)器提供松閘力，當(dāng)液壓系統(tǒng)不工作時(shí)，制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)帶式輸送機(jī)停車。
其中，作為制動(dòng)器組成的核心，制動(dòng)液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性和反應(yīng)能力直接影響到制動(dòng)器的工作狀態(tài)。本文所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)是根據(jù)現(xiàn)有的盤式制動(dòng)器液壓系統(tǒng)進(jìn)一步改進(jìn)而得到的，具有保壓穩(wěn)定性高、反應(yīng)更為迅速、故障率更小等特點(diǎn)。
2、系統(tǒng)工作原理
2.1松閘過程
如圖3所示，是本文所設(shè)計(jì)盤式制動(dòng)器液壓系統(tǒng)。系統(tǒng)接到松閘指令后，電磁換向閥10、16通電，此時(shí)液壓泵2開始工作，比例閥11的控制電流逐漸增加，系統(tǒng)油液壓力逐步升高，蓄能器15緩慢充液并儲(chǔ)備能量，盤閘上的制動(dòng)力矩慢慢減小，帶式輸送機(jī)將在負(fù)載帶動(dòng)下緩慢啟動(dòng)，并開始正常工作。
2.2保壓過程
設(shè)備正常運(yùn)行一段時(shí)間后，電磁球閥9通電，在油壓達(dá)到設(shè)定的安全壓力之后，電磁換向閥16斷電，液壓泵2卸荷，系統(tǒng)靠電磁球閥9和蓄能器保持壓力恒定并維持松閘狀態(tài)。
當(dāng)壓力傳感器檢測到系統(tǒng)油壓不滿足要求時(shí)，發(fā)出電控信號(hào)使電磁閥16切換到左位，液壓泵接入系統(tǒng)。帶式輸送機(jī)正常工作時(shí)，制動(dòng)器中的油液達(dá)到設(shè)計(jì)值，制動(dòng)器保持松閘狀態(tài)，系統(tǒng)正常工作。
2.3正常停車
當(dāng)系統(tǒng)接到正常停車指令后，使電液比例閥11中的電流根據(jù)系統(tǒng)要求而變化以調(diào)節(jié)油壓和制動(dòng)力矩，輸送機(jī)將在設(shè)計(jì)的條件下停車，此時(shí)電機(jī)3、電磁換向閥16斷電，系統(tǒng)停止工作。
2.4超速制動(dòng)
當(dāng)帶式輸送機(jī)在某種原因下超速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，測速傳感器將超速信號(hào)傳至電控系統(tǒng)，控制信號(hào)使電磁球閥9斷電，系統(tǒng)結(jié)束保壓，同時(shí)，電磁換向閥10通電，油液將白比例閥11卸壓，盤閘系統(tǒng)施加制動(dòng)力，待輸送機(jī)速度降低到允許范圍時(shí)，電磁球閥9再次通電，換向閥10斷電，解除制動(dòng)，系統(tǒng)繼續(xù)保壓。
2.5斷電保護(hù)
當(dāng)系統(tǒng)突然斷電時(shí)，電機(jī)3斷電，但是電控系統(tǒng)依然由內(nèi)部電源供電，電磁球閥9、電磁換向閥10、16仍然受PLC控制。此時(shí)，使電磁換向閥10通電，電磁球閥9斷電，比例閥11接人系統(tǒng)，并使系統(tǒng)油液卸壓，制動(dòng)器施加制動(dòng)力，輸送機(jī)平穩(wěn)減速停車。
如果電控系統(tǒng)內(nèi)部UPS電源也失效，電機(jī)3、電磁球閥9、換向閥10和比例閥11都斷電，溢流閥13接入系統(tǒng)，并使油壓降至調(diào)定值，制動(dòng)閘片迅速貼近制動(dòng)盤，然后在蓄能器15和調(diào)速閥12的共同作用下，系統(tǒng)油壓降低，制動(dòng)力矩增大，輸送機(jī)平穩(wěn)停車。
3、系統(tǒng)的特點(diǎn)
電磁球閥9在系統(tǒng)中主要起到保壓作用，比一般的單向閥保壓具有更好的穩(wěn)定性，漏壓概率更小。
換向閥16在系統(tǒng)中可以對(duì)液壓泵卸荷，在系統(tǒng)油壓穩(wěn)定的時(shí)候由蓄能器15對(duì)壓力波動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，能避免液壓泵的頻繁啟動(dòng)，對(duì)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定起到很大的作用。
由換向閥9、10，比例閥ll，以及調(diào)速閥12、溢流閥13組成的壓力控制系統(tǒng)是本文的設(shè)計(jì)重點(diǎn)，它能起到各種工況下對(duì)帶式輸送機(jī)的平穩(wěn)啟動(dòng)或停車，其中包括松閘過程、保壓過程、正常停車、超速制動(dòng)以及系統(tǒng)突然斷電和緊急剎車等，對(duì)保證帶式輸送機(jī)的正常、安全運(yùn)行起到巨大作用。
另外，系統(tǒng)設(shè)計(jì)為雙回路，一用一備，通過PLC能夠自動(dòng)切換，進(jìn)一步保證了系統(tǒng)穩(wěn)定性。
4、結(jié)論
盤式制動(dòng)器液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接關(guān)系到制動(dòng)器性能的好壞，對(duì)各種復(fù)雜工況的反應(yīng)能力可以表現(xiàn)出該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成功與否。
本文所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)能滿足正常啟動(dòng)、正常停車和斷電保護(hù)以及緊急剎車等要求，與機(jī)械系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)構(gòu)成機(jī)電液一體化帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)，保證了帶式輸送機(jī)各種工況下的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，大大提高了井下工作的安全系數(shù)。
相關(guān)輸送機(jī)產(chǎn)品：
1、
皮帶輸送機(jī)
2、
刮板輸送機(jī)
3、
斗式提升機(jī)
