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。煤產(chǎn)量的大幅度提高與運輸能力不足之間的矛盾越來越突出，于是諸如
帶式輸送機等煤炭轉(zhuǎn)運機械的升級改造成為擺在各煤炭企業(yè)面前的難題，而在這些難題中，大傾角上運或下運式輸送機的制動問題又首當(dāng)其沖。如果制動器選擇不適當(dāng)，引起制動失靈，輕則導(dǎo)致制動裝置損壞、輸送機系統(tǒng)受損等問題，重則引起飛車甚至傷亡事故，嚴重影響煤礦的正常生產(chǎn)作業(yè)。盤式制動器就是在這樣的背景下應(yīng)運而生。
在帶式輸送機系統(tǒng)中，制動器作為安全保護措施，一般根據(jù)輸送機的運行速度、運量、制動力矩大小等選型。常見的機械摩擦式制動裝置通常選用閘瓦式制動器，這是因為其結(jié)構(gòu)簡單可靠，散熱好，而且閘瓦有充分的退距，調(diào)整瓦塊和制動輪之間的間隙比較方便。但是它的缺點也比較明顯，雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是尺寸較大，制動力矩卻很小。與閘瓦式制動器相比，盤式制動器具有以下優(yōu)點：反應(yīng)靈敏，制動力矩大并且可調(diào)，動作迅速，散熱性、穩(wěn)定性良好，使用和維護方便等。
1、盤式制動器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
如圖1所示，盤式制動器由制動頭、制動盤、液壓系統(tǒng)、站用電控箱等組成。其基本工作原理是：制動時，制動器由安裝在液壓缸內(nèi)部活塞后方的碟簧組提供制動力矩；松閘時由液壓站提供松閘力。
制動器為常閉型，其工作時，液壓站經(jīng)過管路8為制動器提供松閘力，當(dāng)液壓系統(tǒng)不工作時，制動器處于制動狀態(tài)，此時帶式輸送機停車。
其中，作為制動器組成的核心，制動液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性和反應(yīng)能力直接影響到制動器的工作狀態(tài)。本文所設(shè)計的液壓系統(tǒng)是根據(jù)現(xiàn)有的盤式制動器液壓系統(tǒng)進一步改進而得到的，具有保壓穩(wěn)定性高、反應(yīng)更為迅速、故障率更小等特點。
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)計盤式制動器液壓系統(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緩慢充液并儲備能量，盤閘上的制動力矩慢慢減小，帶式輸送機將在負載帶動下緩慢啟動，并開始正常工作。
2.2保壓過程
設(shè)備正常運行一段時間后，電磁球閥9通電，在油壓達到設(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，發(fā)出電控信號使電磁閥16切換到左位，液壓泵接入系統(tǒng)。帶式輸送機正常工作時，制動器中的油液達到設(shè)計值，制動器保持松閘狀態(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)油壓和制動力矩，輸送機將在設(shè)計的條件下停車，此時電機3、電磁換向閥16斷電，系統(tǒng)停止工作。
2.4超速制動
當(dāng)帶式輸送機在某種原因下超速運轉(zhuǎn)時，測速傳感器將超速信號傳至電控系統(tǒng)，控制信號使電磁球閥9斷電，系統(tǒng)結(jié)束保壓，同時，電磁換向閥10通電，油液將白比例閥11卸壓，盤閘系統(tǒng)施加制動力，待輸送機速度降低到允許范圍時，電磁球閥9再次通電，換向閥10斷電，解除制動，系統(tǒng)繼續(xù)保壓。
2.5斷電保護
當(dāng)系統(tǒng)突然斷電時，電機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，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，制動器施加制動力，輸送機平穩(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，制動閘片迅速貼近制動盤，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，制動力矩增大，輸送機平穩(wěn)停車。
3、系統(tǒng)的特點
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)中可以對液壓泵卸荷，在系統(tǒng)油壓穩(wěn)定的時候由蓄能器15對壓力波動進行調(diào)節(jié)，能避免液壓泵的頻繁啟動，對保證系統(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)計重點，它能起到各種工況下對帶式輸送機的平穩(wěn)啟動或停車，其中包括松閘過程、保壓過程、正常停車、超速制動以及系統(tǒng)突然斷電和緊急剎車等，對保證帶式輸送機的正常、安全運行起到巨大作用。
另外，系統(tǒng)設(shè)計為雙回路，一用一備，通過PLC能夠自動切換，進一步保證了系統(tǒng)穩(wěn)定性。
4、結(jié)論
盤式制動器液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接關(guān)系到制動器性能的好壞，對各種復(fù)雜工況的反應(yīng)能力可以表現(xiàn)出該系統(tǒng)設(shè)計的成功與否。
本文所設(shè)計的液壓系統(tǒng)能滿足正常啟動、正常停車和斷電保護以及緊急剎車等要求，與機械系統(tǒng)、制動系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)構(gòu)成機電液一體化帶式輸送機控制系統(tǒng)，保證了帶式輸送機各種工況下的平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，大大提高了井下工作的安全系數(shù)。
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