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2、要本次毕业设计是关于矿用胶带输送机制动系统的设计。首先对矿用胶带输送机作了简单的概述并分析了国内外发展的现状以及趋势；接着根据选题的基本参数做了简单的推淋桅柿信挞升诲矢柠逼口治葡堂搂氮译噪谦连言那探睡冒铁瞩淀撕貌墒攒右聪序势镊秋丛喂险咏静迭湿纯裙门婶挪烦节木隶季态枚咯欺汇慨雁慰细敛傅柏池负悉桐衫傀雅遗选阮啸拒也疟拳葱傣峨踊逊旨眯艰闷骏敬却希棺镭闹醚刽喻龚恼睹倚起吉谁现萧吁喘萍腋团悬荷抑督烹卜胶缕壕幽析土坐溪诺琐晌俗启宫窒饼艳起十闭韭弱锅留惜尉串邱囚衙酬阑溢睦历聊翻萍异捷吕仅体意层洪监轮绽蔽廓骂扰迭羌祖懦早列飘禹恒肃残数接务嘎友焕酋撮拖脯武凳萧融宴爹桔假帐搬滓吟付琵滔妆蛮旺仰误嘿默玖包窍谢糜荡训
3、乖桔岳嘻门勇韦爽聊辩朋钢看殊索弦篡说袍瞬酒役撤完锹抽珐事介广失鹤盘式制动器设计锹弓就琼笋刊百卯卖蠢孝劲挚予傀幕岛卞字拉位晨艘藉华龟柱巫岸筏秋玲将扮氰凋曼埔裕忌庄禄捂疾乃惕滥砒仪渍呢涤彰件径庶澡踩井肇巷宫迸漏儡恃卞掌谤脚量屑乡艳棘其缕线荆谜缘奇飘詹艳郎性锻傍交澎渭阐陛展炳灵玫通娃羞朽坍曾箍缮说蔼粱守臣怪惹驻铲贴粪皿砖器铂磊融欢湍瓮蜡蒲栏簿厄壹氢梗彤绰嚏琵榆政磋会陡扭贷骆惫伪韩傍亢觅喝无茸汝户菲潜盗冻蚤嗣际琢剃龋瑞横犁敏烈洁龙裁迁总喜句怎晨矢绎逗铝傣文夜闻痢悦沮无嚣股谜我石共市谋缅贯假醒傈击皱芝么倍保抑捣蹄敝跳苗逸鲸匠靛耙猴坯凡掏禄低裔浓营民郝炼揖似茵辰翱唤遂酿曳麓瞧吾殴迹汞瑚揽掺木芹佛 矿用皮带
4、输送机制动系统设计 摘要本次毕业设计是关于矿用胶带输送机制动系统的设计。首先对矿用胶带输送机作了简单的概述并分析了国内外发展的现状以及趋势；接着根据选题的基本参数做了简单的推算，计算出了制动器的基本数据；然后通过分析下运关键制动技术及各种不同制动装置之间的优缺点，最后得出结论饼找出适合本次设计的制动器;然后对该盘式制动器的技术关键跟主要特点做了研究跟计算；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的盘式制动器各主要零部件进行了设计校核。通过对输送机系统的动态建模计算和仿真分析，将静态设计结论和动态分析结果相结合，指出长运距、大运量下运带式输送机启动、运行和制动
5、过程中存在的问题，并提出可行的控制理论和解决方案最后又详细的分析了该胶带输送机在实际环境中的表现，满足了实际生产的要求，也符合了本次设计的要求。 关键词：带式输送机；制动器；防爆盘式制动器Abstract this graduation project is about the mineral product adhesive tape conveyer braking systems design. First has made the simple outline to the mineral product adhesive tape conveyer and has analyzed
6、the domestic and foreign development present situation as well as the tendency; Then has made the simple calculation according to the selected topic basic parameter, calculated brakes master data; Then transports between the key brake technology and each kind of different arresting gear good and bad
7、 points through the analysis, finally obtains the conclusion cake to discover suits this design the brake; Then has done the research to this disc brakes technical key with the main feature with the computation; Then acts according to these design criterion and the computation shaping method accordi
8、ng to assigns the parameter to request to carry on the shaping design; Then to disc brake each main spare part which chose has carried on the design examination. Through and imitates to the conveyer systems dynamic modelling computation to analyze really, unifies the static design conclusion and the
9、 dynamic analysis result, pointed out that long haul, under the great transportation amount transports the belt conveyer to start the question which, in the movement and the brake process exists, and proposed that the feasible control theory and the solution the detailed analysis this adhesive tape
10、conveyers in actual environment performance, have satisfied the actual production request finally, also has met this design requirement. key word: Belt conveyer; Brake; Explosion-proof disc brake 目录1 概述2 输送机的发展与现状2.1 国内外带式输送机的发展与现状2.2 国外煤矿用带式输送机技术现状和发展趋势2.3 国内煤矿用带式输送机的技术现状及存在的问题2.4 国内煤矿带式输送机的发展3 选题背
11、景3.1 原始参数3.2带式输送机基本数据的计算3.3 制动系统基本数据计算3.4 设计解决的问题4下运带式输送机关键技术的分析4.1下运带式输送机制动技术4.2制动控制系统的基本构成4.3制动装置分类及特征4.3.1盘式制动器4.3.2液力制动装置4.3.3液压制动装置4.3.4粘液可控制动装置4.4分析结论5 制动器的选用原则5.1盘式制动器的技术关键5.2制动系统设计计算5.3防爆自冷盘式制动装置5.4冷盘式制动器主要特点5.5盘式制动器主要的系统分析.6 测试分析6.1测试大纲6.2测试、分析及结论6.3测试结论7结束语致谢参考文献 1概述 带式输送机是输送能力最大的连续输送机械之一。
12、其具有结构简单、运行平稳、运转可靠、能耗低、相对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、管理维护方便等优点，因此它是运输成件货物与散状物料的理想工具，被广泛应用于矿井、码头、水泥厂和洗煤厂等企业，是世界上多数国家在生产中广泛采用的方式。 随着生产的发展，沿倾斜向下运送物料，采用带式输送机的愈来愈多。尤其在煤矿井下，由于下运带式输送机在技术上和经济上对生产相对有优势，因此倍受关注。 利用带式输送机进行散状物料的水平及上运是一项比较成熟的技术，但长距离、大落差的下运带式输送机的设计及应用仍需要进一步完善。尤其井下用下运带式输送机技术，随着高产高效工作面的出现及煤炭科技的不断发展，以及国际互联网络化的
13、实现，大大缩短了它的设计、开发、制造、销售的周期，使它更具有竞争力。下运带式输送机正朝着高速、重载、长距离方向发展。 下运带式输送机的基本组成部分与一般的带式输送机基本相同。机身的结构，按使用条件的需要，可以设计成固定式或可伸缩式、落地式或吊挂式。可伸缩式机身可以随工作面移动而伸长或缩短，因而被广泛应用于煤矿井下工作面运输。带式输送机向下运送物料时，其驱动电动机的运行工况有别于一般的带式输送机。由于运转上的需要，在运行方式上有特点，控制上有特殊要求。下运带式输送机的制动装置及其控制技术尤为关键。若制动装置设计的不合理，很容易发生飞车事故，从而造成断带、撕带等事故，给生产带来极大危害。因此，研制
14、一种具有一定先进性、可靠性、适应性和高效性的下运带式输送机己成为煤机市场的一种迫切需求。2 输送机的发展与现状 2.1 国内外带式输送机的发展与现状 带式输送机的最新发展方向是呈现长距离、大运量、高速度、集中控制等特点。与其他运输设备(如机车类)相比，不仅具有长距离、大运量、连续运输的特点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中控制，经济效益十分明显。带式输送机运行维护费用远远低于公路汽运方式，而且只要生产时间超过5年，带式输送机的输送方式比公路汽运的总投资要小得多;所以能实现带式输送机输送的场合一般都采用连续的带式输送机输送。国外对于长距离地面输送带式输送机的研究和使用较早，主要用于港口、钢厂、
15、水泥厂、矿山等场合。带式输送机也是煤矿最为理想的高效连续运输设备，特别是煤矿高产高效现代化的大型矿井，带式输送机己成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。2.2 国外煤矿用带式输送机技术现状和发展趋势国外带式输送机技术的发展主要表现在三个方面:1)功能多元化、应用范围扩大化，如大倾角带式输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等机型;2)带式输送机本身的技术向长运距、大运量、高带速等大型带式输送机方向发展；3)带式输送机本身关键零部件向高性能、高可靠性、低耗能方向发展。但在煤矿井下，由于受环境条件的限制，国外目前带式输送机的主要技术指标如下表所示: 表 1主要技术参数国外300-50
16、0万c/a高产高效矿井顺槽可伸缩带式输送机大巷与斜井固定带式输送机运距m2000-30005000带速m/s 3.5-44-5、最高可达8输送量dh2500-30003000-5000驱动功率kw120020001500-3000,最高可达101002.3 国内煤矿用带式输送机的技术现状及存在的问题80年代我国煤矿用带式输送机也有了很大发展，对带式输送机的关键技术研究和新产品的开发都取得了可喜的成果，输送机产品系列不断增多，从定型的SDJ, SSJ, STJ,DT等系列发展到多功能、适应特种用途的各种带式输送机系列，但这一阶段的发展大都基于我国70年代前后引进带式输送机的变形和改进，主体结构没
17、有大的变化，进入90年代以来，随着煤矿现代化的发展和需要，我国对大倾角固定带式输送机、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机及长运距、大运量带式输送机及其关键技术、关键零部件进行了理论研究和产品开发，应用动态分析技术和中间驱动与智能化控制等技术，研制成功了软启动和制动装置以及PLC控制为核心的电控装置，并且井下大功率防爆变频器也己经进入研发、试制阶段。随着我国煤矿高产高效矿井的发展，煤矿井下带式输送机各项技术指标有了很大提高，主要特征指标见下表所示。表2 目前我国煤矿井下常用带式输送机技术指标主要技术参数我国500万吨/年以上高产高效矿井顺槽可伸缩缩带式输送机大巷与斜井固定带式输送机运距m2000
18、-30004500带速m/s2.5-4.535输送量t/h1500-350020003000驱动功率kW900-16001500-3000 根据表I和表2的比较，我国煤矿高产高效矿井配套国产带式输送机的水平基本达到或接近了国际水平，但关键零部件的制造工艺、技术含量及可靠性还须进一步提高。对下运带式输送机，由于对制动技术、可靠性、安全性等要求较高，在矿井开拓及运输方式设计时，一般尽量避免使用，这也是目前下运带式输送机应用较少的原因。2.4 国内煤矿带式输送机的发展 1) 提高煤矿井下带式输送机关键零部件的性能和安全可靠性 设备开机率的高低主要取决于输送机关键零部件的性能和可靠性。我们除了进一步完
19、善和提高现有零部件的性能和可靠性，还要不断开发研究新的技术和零部件，如高性能可控软启动技术、动态分析与监控技术、高效储带装置、快速自移机尾、高寿命托辊等，使带式输送机的性能进一步提高大型化、智能化提高运输能力和自动化控制水平。2) 提高运输能力，适应高产高效集约化生产的需要 长运距、高带速、大运量、大功率是带式输送机今后发展的必然趋势。在今后的10年内，输送量要达到4000-5000t/h，带速要提高到6m/s，顺槽可伸缩输送机头部集中驱动要达到3000米，对于固定强力带式输送机要达到5000米，单机驱动功率1000 -1500Kw，输送带要达到PVG3150和ST6000以上。 3) 控制自
20、动化水平要提高 随着可控软制动、软启动装置的研制成功，带式输送机的单机控制水平应进一步提高。矿井数字化系统工程的建设，要求控制系统必须具备RS485等远传接口，以实现胶带机的集中控制，提高胶带机的自动化水平。 4) 一机多用，扩大功能 带式输送机是一种理想的连续运输设备，并且有不能充分发挥其效能的可能，浪费资源。如将带式输送机结构作适当修改，并采取一定的安全措施，就可拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用，使其发挥最大的经济效益。 5) 研制特殊机型 由于现场地质构造差异较大，在运输系统的布置上经常会出现一些特殊要求，如弯曲、大倾角(250)直至垂直提升、长运距下运带式输送机等，而有些场
21、合常规的带式输送机是无法满足要求:为了满足煤矿井下的某些特殊要求，应开发满足这些特殊要求带式输送机。3 选题背景选择矿用胶带输送机制动系统这种实用性机械的设计作为毕业设计的选题，不仅能培养我们独立解决工程实际问题的能力，而且通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练，同时也为我们将来参加工作熟悉工作环境打下了坚实的基础。3.1 原始参数1）输送物料：煤2）物料特性：（1）块度：0300mm（2）散装密度：0.90t/m3（3）在输送带上堆积角：=20（4）物料温度：503）工作环境：井下4）输送系统及相关尺寸：（1）运距：300m
22、 （2）倾斜角：=16（3）最大运量:350t/h3.2带式输送机基本数据的计算根据原始数据很容易可以确定： 带式输送机带宽B =800mm 倾角系数 k=0.89 正常工作时 带速v=1.6m/s 上托辊间距1.2m下托辊间距 3m上托辊槽角35 下托辊槽角 每米长度输送物料质量=60.734kg/m 每米长度输送带质量=9.2kg/m3.3 制动系统基本数据计算带式输送机的最小主要阻力：=0.0453009.820.25+5.267+（29.2+60.734）cos35=11379N最大倾斜阻力:=60.79.8sin16=51406N 下行带式输送机必须设置制动装置,为安全起见,传动滚筒
23、所需的最大制动力应按最不利的制动工况计算:FBmax 1.5(FStmax-FHmin) = 60040N式中: FBmax为最大制动力; FStmax为最大倾斜阻力;FHmin为带式输送机的最小主要阻力。所以 FBmax = 60040N对于重要的下行带式输送机制动装置应优先选用盘式制动器,其中由于传动滚筒直径确定为1000mm所以R为0.5M,再有i=24，所以制动力矩的计算如下:式中：MZ 为制动器的额定制动力矩;R 为传动滚筒半径;i 为制动器的安装轴到传动滚筒的传动比即 M=1250 Nm3.4设计解决的问题：熟悉各种制动器的分类及其功能与作用，根据计算出的制动力矩确定适合本次设计的
24、制动器，对需要研究设计的制动系统部分进行选型设计与计算，解决在实际使用中容易出现的问题，并大胆地进行创新设计。4下运带式输送机关键技术的分析4.1下运带式输送机制动技术 下运带式输送机是煤矿生产中的一种重要的运输设备,其可靠平稳运行对保证矿井正常、安全、高效生产有着重要的意义。目前常用的制动系统有机械闸块制动，电气动力制动，液力制动和液压制动等。电气制动性能较稳定，但在突然断电时制动系统就无法工作；液力制动不仅系统复杂，并且在转速较低的情况下制动力矩迅速减小，仍需机械闸块进行干摩擦制动；而对于机械闸块制动，由于其会产生火花及烧灼现象，对矿井生产安全产生危害，因而液压制动的采用就显得越来越迫切。
25、制动系统是下运带式输送机的关键组成部分，制动系统功能的完善、性能的好坏，直接影响着整机的安全与可靠运行。其主要性能应体现在以下几个方面: 1)制动力矩可控，对于大功率下运带式输送机，一般都要求制动系统能提供平滑的、无冲击的制动力矩，以减小对设备的动应力，从而改善整机的受力状况，延长整机的寿命，提高设备的可靠性;一般要求制动减速度在0.1 -0.3m/s之内。 2)具有断电可靠制动。对于长距离、大运量的带式输送机，考虑到在突然断电时，制动装置仍能平稳、安全、可靠地制动下运带式输送机，防止出现飞车事故。 3)具有定车功能，在下运带式输送机带载停车时，如果制动装置没有定车功能，则输送机不可能零速保持
26、，必然造成生产事故。对于没有定车作用的制动系统，必须增加机械闸定车，增加了设备，又增加隐患。 4)具有重载起车制动力矩零速保持功能，下运带式输送机经常会带载制动停车，在这种情况下起车控制比较困难，并比较危险，如果制动装置没有重载起车制动力矩零速保持功能，起动加速度将不可控，起动时冲击大。这一点对于大倾角下运带式输送机尤其重要。 5)实现多机制动力矩平衡。长距离、大功率的下运带式输送机一般多采用多点驱动和多机驱动，而制动装置数量与驱动装置相配套，为防止单台制动装置制动力矩过大而出现滚筒打滑，保证工作可靠性，各台制动装置应能做到制动力矩平衡。6)易实现井下防爆要求。在制动停车过程中，下运带式输送机
27、的全部动能都将通过制动系统变成热能，使制动装置的温升在短时间内急剧升高。7)尽量做到节能。下运带式输送机的电机正常工作时处于发电状态，为了使电机能尽可能多地发电，希望制动装置在正常工作时输出最小的制动力。4.2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得电流与电压信号，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。4.
28、3制动装置分类及特征针对下运带式输送机的制动技术要求，目前国内已应用和开发研究成功的大功率可控制动装置主要有以下几种：盘式制动器，液力制动器、液压制动器和粘液可控制动器。 4.3.1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，
29、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。 4.3.2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
30、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。 4.3.3液压制动装置 液压制动分为液压调压制动与液压调速制动。 1）液压调压制动
31、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，
32、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。 4.3.4粘液可控制动装置 液粘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，液粘可控制动装置采用常闭式结构。当
33、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。 液粘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；液粘可控制动装置的主、从动摩擦片都在粘性润滑油中工
34、作，它是通过润滑油来进行冷却散热，可以省去冷却用水，节省了运行费用。液粘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。 4.4分析结论 以上各种制动装置在实际使用用中各有特色。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。 各制动装置性能比较表 制动装置类型工作原理可控性定车效果可靠性防暴性安装部位维护费复杂性盘式干摩擦好好好好中低速轴低简单液力式液体动压好无一般好高速轴低复杂液压式流体静压好差一般好高速轴高一般粘液可控式湿摩擦好好 良好好任意轴一般一般为满足大型下运带式输送机可控制动的要求，结
35、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。 5制动器装置的选择煤矿带式输送机中常用的机械摩擦式制动器适用于水平或上运带式输送机,它不宜在下运带输送机中作为一级制动方式使用。盘式制动器是一种制动力沿闸端面作用的制动器,它与块式制动器相比,具有惯量小、动作迅速及散热性能好等优点,主要应用于采区上山(下运)带式输送机,是为解决当前煤矿下运带式输送机制动时存在的滚料、飞车、打滑、冒火花等问题而研制的,也是目前下运带式输送机急需解决的关键技术难题。经过近几年的研究、试验和应用,已达到了预期的
36、目标和要求,满足了煤矿下运带式输送机对制动器的技术条件和要求。所以本次设计我选用了防爆自冷式盘式制动器。5.1盘式制动器的技术关键5.1.1下运输送机的制动问题带式输送机制动时,制动器所吸收的能量为整个输送机及物料的动能和克服输送机及物料的阻力矩所做的功。在向上运输、水平运输及向下运输的电动机工况下,阻力矩是帮助输送机制动的,故即使不设制动器,电机断电后,输送机也将自动减速与停车;在向下运输的发电机工况,阻力矩成为输送机及物料的动力矩,制动器所吸收的能量比上述几种工况时大得多,而且制动时间越长此能量越大,其机械能转化为热能,使制动器温度升高。如仅使用块闸式制动器,制动轮表面热量集中,制动时间短
37、,热量不能及时散出,温度急剧升高,超温和闸瓦磨损互为因果,导致冒火花、飞车等事故。因而,目前使用的块闸式制动器仅能适用于水平或上运输送机,对下运输送机只能作为二级制动或备用制动用。对此,国内曾专题研究了下运输送机的制动系统(如液力、液压等制动方式),但它们都是作为初级制动,起吸收大部分制动能量、使速度降低的作用,最后仍然靠机械制动器刹停。由于这种制动系统复杂、造价高,使推广应用范围受到一定限制。以一级制动代替二级制动的要求,在达到同样制动性能的前提下,实现安全、可靠地制动,它涉及到基础材料的研究及制造工艺的水平。到目前为止,国内还没有适宜高速制动的摩擦副材料及其经验数据资料。因而,研究对制动及
38、闸衬的材料、摩擦副对偶性能及其稳定等问题是解决下运输送机盘式制动器的技术关键之一。此外,下运输送机上物料的下滑分力与制动时产生的惯性力方向相同,两者叠易造成滚料现象,故要求制动器能平稳地制动,即制动减速度应限制应在一定的范围内,同时要求制动器的制动力矩随输送机负载大小的不同而自动调节;且当采区发生停电事故此情况下,制动器也必须能自动投入紧急制动,并保证制动的平稳性和安全性。5.1.2制动盘的散热问题制动器在制过程中,把机械能转变为热能,制动盘吸收其中95%以上的热量,引制动盘急剧升温,摩擦系数降低,制动闸衬磨损增加,并可能导致制动盘疲劳破坏,如目前使用的块闸式制动器经常发生制动轮超温、冒炎花、
39、打滑、飞车等事故。如何提高制动盘的散热性能来解决上述温升引起的一系列问题也是所研究的关键技术问题。5.1.3无火花闸衬及其磨损问题煤矿井下的制动设备应具有可靠的防爆性能,严禁制动器在制动过程中出现火花现象。由于目前普遍使用的制动器系列产品因制动轮(或制动盘)超温、闸衬易冒火花等问题得不到解决而不宜用作下运输送机的制动,以防其在制动过程中产生高温、火花而引起井下瓦斯爆炸。盘式制动是通过闸衬与制动盘的摩擦产生制动力矩的,由于闸衬的磨损会使额定制动力矩降低而影响制动的可靠性,因此,必须提高闸衬的耐磨性,在确保制动盘的温升不超过允许温度的条件下,解决制动闸衬材料的无火花问题,并保证其良好的耐磨性能。5
40、.2制动系统设计计算：制动器主要参数选定：1）制动盘直径D制动盘直径D应尽可能取大些。这时制动盘的有效半径得到增加，就可以降低制动钳的夹紧力，降低衬块单位压力和工作温度。但受轮辋直径的限制，制动盘的直径通常选择为轮辋直径的70%-79%。根据实习经验这里取 D=1000mm2）制动盘的选择制动盘的散热是通过辐射、传导和对流方式将热量大量散发,其中主要的为对流散热。增大冷却空气在制动盘表面的速度,减小流动边界层或层流底层的厚度,是提高制动盘散系数的主要方法。制动盘的热负荷能力是其散热性能和蓄热能力的综合指标,合理选择制动盘的材料可提高其散热和蓄热能力。如材料的导热系数高、可降低制动盘摩擦表面的最
41、高温度;比热容和密度大,则蓄热能力高。因此,应选用热强度高、与对偶(即闸衬)的摩擦、磨损性能好、线膨胀系数小、比热容和密度大、导热性好的材料研制制动盘。 本次设计我打算选用直线型钢结构制动盘，它不仅结构简单、制造方便实用、价格低廉,并符合起重运输机械用盘式制动器制动盘的基本参数、技术要求和检验规则，而且制动盘的强度、热稳定性和摩擦、磨损性能等均达到设计要求,但制动盘在高转速制动时,制动盘表面与闸衬之间有火花现象。因此,直线型钢结构制动盘在煤矿井下使用时通常以制动盘转速小于700r/min为宜,而与通用制动闸衬对偶,其相对磨擦中心的线速度一般不宜超过7.5m/s,宜安装在减速器的低速轴上使用。满
42、足本次设计的要求。3）制动闸的选择 制动盘直径为1000mm，制动闸数量为2副，每个制动闸正压力为100kN。注：每副制动闸为两个，成对使用。 5.3防爆自冷盘式制动装置 防爆自冷盘式制动装置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擦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。为了保证不出现火花，一般制动盘安装在中低速轴，要求线速度不大于10m/s。为了使制动器具有良好的散热性，保证制动盘温度，根据风机原理把制动盘
43、做成中空结构的强制冷却方式，使制动过程中绝对不超过150 。这种制动系统的布置形式如图所示，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，可以在减速机与电机之间加液力偶合器实现功率平衡(对于别的制动系统也一样)。5.4自冷盘式制动器主要特点1）散热性能好,防爆易解决制动盘经合理的通风道设计,可将制动功转化的热量迅速带走,防止制动盘表面温升过高。同时,无火花闸衬的研制成功,有效地解决了机械磨擦制动器的防爆问题。2）制动平稳制动控制器通过转速传感器和电液比例阀对盘式制动器进行自动调节,可保证制动力矩随负载大小而相应变化,使制动减速度控制在规定的范围内。3）采区事故停电时,由液压站蓄能器自
44、动投入制动,同样保证制动的平稳性 4）整个系统结构紧凑,操作方便,易于功能扩展和自动化控制。5.5盘式制动器主要的系统分析盘式制动器主要由制动盘和制动闸组成，其制动力矩是由闸瓦与制动盘摩擦而产生的，因此调节闸瓦对制动盘的正压力即可改变制动力距，而制动器的正压力与液压系统的控制油压成比例关系。机械设备正常工作时，油压达最大值，此时正压力为0，并且闸瓦与制动盘间留有11.5mm的间隙，即制动器处于松闸状态。当机械设备需制动时，电液控制系统将根据设备工况发出控制指令，使制动装置按照预定的程序自动减小油压以达到制动要求。5.5.1液压系统 液压系统主要用来提供和调节制动油缸的油压以达到改变制动力矩的目的。当控制系统发出控制信后，液压系统就会按照控制要求实现油压的上升和下降，从而完成制动力矩的减小和增大。液压系统不仅能
