煤矿电滚筒胶带输送机液压下滑制动装置及其应用

张彦斌

（大同煤矿集团轩岗煤电有限责任公司梨园河煤矿， 山西 忻州 034114）

引言

输送机制动系统是输送机安全运行的关键环节，制动系统与运输系统的动态耦合情况将直接决定输送机的制动效果。若输送机需要停车或其他极端工况出现时，此时电机不再产生力矩，物料可能在其自身重力的下滑分力以及下坠惯性力的作用下产生“飞车”现象。为了能更好地控制输送机[1]，因此就要求设备具有更为先进、可靠的液压下滑制动装置，这对输送机压夜制动装置的研究具有重要意义。

1 常见“飞车”事故的归纳

常见的皮带输送机“飞车”故障主要可以归纳为如下几点：

1）输送机存在下运角度超限、运载输送量过大，物料重力沿斜面分力大于皮带阻力，物料就会自行向下滑动，且下滑速度会逐步增大。

2）可能存在在物料重量的作用下，上层皮带处于绷紧状态，下层呈现松弛状态，从而可能导致皮带与滚筒之间的摩擦力骤减，加重皮带的下滑。

3）当遇到比较紧急的情况时，满装运行状态下输送机可能会紧急停车，此时由于物料重量较大，可能会产生巨大的惯性力，从而导致事故的发生[3]。

2 制动方式的分类

1）摩擦制动式。此种制动方式出现在较早期的小功率带式输送机上，机械制动的效率高，但同时存在产热量大等缺点，若在较大功率的输送机上使用，需要增加相应的散热措施。

2）液力制动式。随着技术的发展，液力耦合器被应用于输送机的制动装置中，该技术在防止输送机出现“飞车”故障上具有较好的优势，但由于其体积较大，很难被应用在一些体积较小的输送机，如伸缩式胶带输送机上使用。

3）电气制动式。电气制动式结构发展时间相对较长，但由于其自身结构体积较大，不易安装，且电气制动式制动器不能满足矿用条件下的隔爆要求，因此该型制动器被应用于实际煤矿生产运输中较少[4]。

4）液压制动式。相较于前三者，其结构体积较小，因此占用空间小，制动原理是将液压泵安装于带式输送机减速器的高速轴上，当需要采取制动时，带式输送机能量经由液压油进行机械能转化为势能，可为液压系统提供更多的动能[5]。

3 液压下滑制动装置的分析

3.1 制动系统液压原理

以DTS70/20/14型电滚筒胶带输送机为研究对象，分析并列出了该型输送机液压制动系统的液压系统原理，液压制动系统主要由操作阀、液压管路、安全阀、多路控制器、液压制动器、液压油缸等部件组成，见图1。

制动动作过程可以简述为，当操作阀移至升柱位置时，压力水可经过胶管、操纵阀等液压部件进入活塞，推动活塞运动。液压制动推杆即可完成松阀和紧阀的操作。液压制动系统结构相对比较简单，且具有较好的可靠性[6]。

图1 制动装置液压原理简图

为了防止制动系统中的水将液压元件腐蚀，在水体中形成较多的杂质，影响液压制动系统的控制精度，通常的解决办法是在管路中设置过滤网，并在日常的使用中加强巡检。

3.2 制动器结构

电滚筒胶带输送机由于其结构的特殊性，电滚筒皮带机的电滚筒没有外出轴，因此不能再该轴上安装制动器，目前的主流电滚筒制动方式采用的是以采煤工作面液压泵所提供的动力设置制动系统，在此列举DTS70/20/14型电滚筒胶带输送机的液压制动装置结构示意图，如图2所示。

图2 液压制动结构原理图（单位：mm）

该液压制动器安装在输送机机头部位，可以有效地使胶带与输送机传动滚筒精密贴合在一起，加强输送机的制动能力，防止胶带与滚筒之间产生相对滑动出现“飞车”事故。从图2中可以得知，该型液压制动系统主要由推移部件、制动底座、支撑立板、千斤顶系统组成。传动滚筒直径为Φ650 mm，底座上有狂歌连接耳板，相距40 mm，中间设置了千斤顶。

制动器千斤顶缸径为Φ50 mm，工作时产生102.8 kN的额定最大推力，那么两个千斤顶就可实现最大205.6 kN的推力，对于输送机的制动具有良好的效果。该制动装置的推移部件为与滚筒相似的圆弧状，制动效果好，相当于增加了胶带与滚筒之间的接触面积，设备动作由液压系统控制，可实现远程操作。

4 制动装置的应用及其效果

4.1 实际应用

该制动系统被实际应用于某煤矿掘进施工工作面用于运输煤矿，在对6个月的使用期之间的应用情况分析，通过观察、记录输送机实际应用情况发现，该型液压制动系统相较于以前使用的安装于高速轴上的电磁闸瓦结构的制动器，更加灵敏，易于控制，且克服了之前制动器存在断带频发、飞车、输送机振动过大等现象。因此，该型制动器的可靠性更高，减少了维修成本，显著增加了经济效益。

4.2 应用效果

1）液压制动装置的制动轮安装在传动滚筒的低速轴上，保障了制动滚轮具有足够的强度去应对在制动过程中产生的力。同时该制动系统还可以利用矿井压力水作为液压制动的动力来源，设备结构小巧，安装工作所需空间小。

2）可实现远程对制动器的操作与控制，便于及时操作，可实现对输送机的及时制动控制。

3）加压动作快，防止在出现输送机在运输过程中下滑时不能及时处理，导致皮带加速下滑出现失控。操作便捷，确保了安全可靠的制动，并充分保障了输送机的安全。