液压盘式制动器在大功率带式输送机的应用研究*

贾利兵

(大同煤矿集团，山西 大同 037000)

0 引 言

由于带式输送机具有运输距离长、运量大、能够连续运输，且容易实现自动化和集中化控制等优点，被煤矿企业广泛应用。随着现代化、高产高效矿井的逐渐增多，带式输送机也朝着大功率、长运距、高强度、高运速的方向发展。但同时也伴随着大功率、长运距、高强度、高运速带式输送机运行安全、可靠等问题[1]。带式输送机制动器的应用，可以防止带式输送机倾角大于4°时，因重载或者停运发生逆运转而造成事故[2]。

1 制动器分类

1.1 按制动器摩擦形式

(1) 摩擦式制动器。靠制动件与运动件之间的摩擦力制动。

(2) 非摩擦式制动器。制动器的结构形式主要有磁粉制动器(利用磁粉磁化所产生的剪力来制动)、磁涡流制动器(通过调节励磁电流来调节制动力矩的大小)以及水涡流制动器等。

1.2 按制动能量传输方式

制动系统可分为机械式制动器、液压式制动器、气压式制动器、电磁式制动器等多种。同时采用两种以上传能方式的制动系称为组合式制动器系统。

1.3 按制动件结构形式

分为外抱块式制动器、内张蹄式制动器、带式制动器和盘式制动器等。

2 液压盘式制动器

2.1 结构组成

制动器由一对制动头组成，分别装有碟簧组和油缸。制动头主要由承压板、碟簧组、油缸(活塞)、导向法兰、制动靴、制动衬垫等构成，如图1所示。

图1 液压制动器结构图

2.2 工作原理

碟簧组支承在机体端盖里，经由活塞、承压板、螺栓和制动靴使制动衬垫压向制动盘，产生制动力，实

现制动。制动时产生的切向力直接传递到带导向法兰的机体上，由机体抵消切向力。 制动器松闸时，需通入压力油，活塞在压力油作用下进行移动，将制动衬垫从制动盘向后收回，实现松闸。

3 液压盘式制动器工业性应用研究

3.1 液压盘式制动器选型计算

同发东周窑矿井主井带式输送机为DTL180/4X2240型带式输送机，机长1 700 m，输送量4 000 t/h，输送倾角16°，传动滚筒直径2 040 mm，带宽1 800 mm，带速5.6 m/s，提升高度469.946 m。

(1) 由于皮带机具有上升段和下运段，在计算其最大制动力矩时要根据上运段空载，下运段满载时的工况计算，根据运输手册公式有[4]：

FBmax≥1.5(FStmax-FHmax)

(1)

式中：FBmax为传动滚筒所需最大制动力，kN；FStmax为最大倾斜阻力，kN；FHmin为输送机最小主要阻力，kN。

(2) 作用在滚筒轴上的制动和矩计算：

MZ=FBmax×r/i

(2)

式中：MZ为作用在滚筒轴上的制动力矩N·m；r为传动滚筒半径m，1.02 m；i为制动器安装轴到传动滚筒的传动比(由于制动器直接在滚筒上制动，则i=1。

通过计算可得：MZ=946 kN·m

制动器选用德国西伯瑞工业盘式制动器，制动器型号为SHI252×4型，制动盘直径D=2 200 mm。制动力矩Mt=1 280 kN·m大于传动滚筒轴制动力矩946 kN·m，满足要求。

3.2 SHI252型液压盘式制动器安装与应用

(1) 液压盘式制动器安装

SHI252型液压盘式制动器由一对制动头组成，每个制动头都要使用双头螺栓将制动头安装在支架上。再将制动器安装在支架上，制动器置于制动盘两侧；在安装制动器时，必须调整制动器，使其对中且与支架平行。再连接液压站和制动器之间的管路，通入压力油。

(2) 制动力矩设置

液压盘式制动器的制动力矩可以通过调整两侧松闸间隙“c”进行设定。松闸间隙“c”可以从1 mm调整到4 mm，夹紧力或制动力矩将相应减小，如表1所示；间隙越大，制动器上闸时间越长。

表1 间隙-夹紧力对照表

3.3 液压盘式制动器应用效果

同发东周窑矿井为千万吨矿井，主斜井皮带输送机担负全矿井原煤运输任务，截至目前已经运输原煤约5 000万吨。安装的SHI252型液压盘式制动器，制动力矩大、散热性能较好，制动力矩可以调整，操作简单、性能可靠，能够保证带式输送机安全、可靠的运行。

4 结 语

在煤矿井下运输中，带式输送机作为一种应用广、效率高的连续输送设备，若不能安全可靠运行，将会为国家带来巨大经济损失。因此，当带式输送机倾角大于4°时，为带式输送机安装液压盘式制动器，不会发生因重载或者停运而导致的带式输送机逆运转，进而造成的安全事故。实践应用证明，SHI252型液压盘式制动器具有制动力矩大、制动力矩可以调整以及散热性能较好等优点，为大功率、长运距、高强度、高运速带式输送机的安全可靠运行提供了保障，具有较强推广价值。

[1] 王飞.常用带式输送机的现状[J].黑龙江科技信息，2009(1)：46.

[2] 赵志睿，赵晓涛.带式输送机制动器和逆止器的浅析[J].机械管理开发，2003(6)：14-15.

[3] 赵建强.大倾角皮带机驱动装置与制动装置的选型研究[J].科技信息，2011(19)：152.

[4] 黄学群.运输机械选型设计手册[M].北京：化学工业出版社，2011.