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      大功率下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的可控性分析

      2015-04-02 15:30:42錢余龍吳瓊
      中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2015年4期
      關(guān)鍵詞:制動(dòng)特性

      錢余龍 吳瓊

      摘 要:我國是一個(gè)煤炭資源儲(chǔ)量豐富,但是油、氣資源儲(chǔ)量較為匱乏的國家,這就決定著煤炭在我國的能源比重中占據(jù)著重要的地位,現(xiàn)今,我國在煤礦中尤其是下山運(yùn)輸時(shí)多采用下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)作為主要運(yùn)力,下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)是一種將煤炭由高到低輸送的特種膠帶輸送機(jī),在下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行制動(dòng)的過程中,由于附加力矩與發(fā)熱問題影響制動(dòng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。本文將對(duì)下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行時(shí)的制動(dòng)原理以及所采用的制動(dòng)技術(shù)進(jìn)行介紹。

      關(guān)鍵詞:下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī);制動(dòng);特性

      中圖分類號(hào):TD528 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

      相對(duì)于上運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī),下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)具有皮帶機(jī)的運(yùn)輸傾角較大,同時(shí)由于皮帶所運(yùn)輸?shù)奈锪舷蜻\(yùn)輸皮帶附加重力分量,從而致使下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)不是處于功率消耗狀態(tài)而是處于發(fā)電狀態(tài),從而致使電動(dòng)機(jī)所處產(chǎn)生的力矩為制動(dòng)力矩,而下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)采用的是機(jī)械制動(dòng)、電氣動(dòng)力制動(dòng)和液壓制動(dòng)等方式,通過對(duì)以上幾種不同的制動(dòng)方式進(jìn)行分析,找出其中較為適合大功率下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)的制動(dòng)方式。

      1 下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)簡介

      帶式輸送機(jī)是一種摩擦驅(qū)動(dòng)以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的機(jī)械,是一種將物料由高到低輸送的特種膠帶機(jī),下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)在運(yùn)行的過程中電機(jī)會(huì)出現(xiàn)負(fù)功率,從而導(dǎo)致電機(jī)處于發(fā)電制動(dòng)狀態(tài),為了保護(hù)電機(jī),對(duì)下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行有效的控制,使其能夠在滿載、停車,特別是在突然失電的情況下實(shí)現(xiàn)膠帶機(jī)的可控軟制動(dòng)是防止膠帶機(jī)飛車的關(guān)鍵技術(shù)。

      下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)是一種摩擦驅(qū)動(dòng)以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的機(jī)械。主要由機(jī)架、輸送帶、托輥、滾筒、張緊裝置、傳動(dòng)裝置、制動(dòng)裝置等組成,其中制動(dòng)部分是下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)中的重要組成部分,當(dāng)運(yùn)行中的輸送機(jī)由相應(yīng)的滿功率運(yùn)轉(zhuǎn)逐漸降低到停止運(yùn)行狀態(tài)時(shí),由于膠帶機(jī)上有物料的載荷,需要在膠帶減速的過程中注意到膠帶的慣性問題,特別是下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)由于物料受到重力的影響,其制動(dòng)系統(tǒng)的更是十分重要,其性能的好壞將直接影響到整個(gè)下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)的安全。

      2 下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)的特性

      下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)為了適應(yīng)其正常運(yùn)行,需要具有以下特性:

      (1)由于大功率的下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)在運(yùn)輸?shù)倪^程中需要受到額外的附加力矩的作用,因此,要求皮帶機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)需要對(duì)變化的速率進(jìn)行及時(shí)的控制,從而確保運(yùn)行的平滑,以此來減小對(duì)設(shè)備的動(dòng)應(yīng)力。通過減少力的沖擊作用可以有效的提高設(shè)備的可靠性,同時(shí)還能有效的提高設(shè)備的使用壽命。

      (2)良好的制動(dòng)還能在輸送機(jī)突然斷電時(shí)確保對(duì)皮帶機(jī)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、可靠的制動(dòng)。

      (3)制動(dòng)系統(tǒng)需要具有一定的定車功能。

      (4)在皮帶機(jī)進(jìn)行停車啟動(dòng)時(shí),制動(dòng)力矩需要具有零速保持功能等。

      (5)由于下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)輸送的距離較長,因此,需要選用多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)和多機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng),這些驅(qū)動(dòng)機(jī)進(jìn)行聯(lián)合驅(qū)動(dòng)時(shí)涉及到配合問題,為避免出現(xiàn)因配合不到位導(dǎo)致某一驅(qū)動(dòng)點(diǎn)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,需要控制單臺(tái)制動(dòng)裝置的動(dòng)力矩。

      (6)在使用制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行制動(dòng)時(shí),由于制動(dòng)的距離和時(shí)間都要求較短,因此,輸送帶的動(dòng)能將大部分轉(zhuǎn)換為制動(dòng)系統(tǒng)的熱能,從而導(dǎo)致制動(dòng)系統(tǒng)在進(jìn)行制動(dòng)時(shí)的溫度較高。

      (7)由于下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)在輸送物料時(shí)其電機(jī)由于受到力的作用而處于發(fā)電狀態(tài),而為了更好的達(dá)到節(jié)能效果,使電機(jī)多處于發(fā)電狀態(tài),需要使制動(dòng)系統(tǒng)處于較小的工作狀態(tài)。

      3 大功率下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理

      在大功率下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)工作的過程中,其制動(dòng)系統(tǒng)需要在較短的時(shí)間和距離內(nèi)完成膠帶的制動(dòng)作業(yè),這就不可避免的會(huì)對(duì)制動(dòng)系帶來附加的力矩和短時(shí)間的摩擦自動(dòng)所帶來的熱量轉(zhuǎn)移,我們根據(jù)其工作情況建立起了一套力學(xué)系統(tǒng)模型。

      其中η是制動(dòng)器與驅(qū)動(dòng)滾筒之間的機(jī)械效率,J1是下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)等效到滾筒上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,R為驅(qū)動(dòng)滾筒的半徑,a是皮帶輸送機(jī)器的加速度,M1代表的是折算到驅(qū)動(dòng)滾筒上的負(fù)載力矩,V0則代表的是下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)膠帶的運(yùn)行速度。W代表的是下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)后所需要的制動(dòng)力矩。根據(jù)以上公式可以看出,加速度與制動(dòng)力矩成正比,而與制動(dòng)所需要的功成反比,因此,在選用下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)時(shí)需要注意制動(dòng)器的熱容量和散熱之間的平衡,避免出現(xiàn)制動(dòng)器由于制動(dòng)熱量過大而出現(xiàn)燒毀。

      4 現(xiàn)今下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)所使用的主要制動(dòng)系統(tǒng)性能分析

      以上對(duì)下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的力學(xué)模型進(jìn)行了分析,其中主要需要最易制動(dòng)力矩與制動(dòng)所產(chǎn)生的熱量之間的平衡,尤其是需要注意制動(dòng)系統(tǒng)的可控性?,F(xiàn)今,下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)所采用的制動(dòng)系統(tǒng)主要有:自冷式制動(dòng)裝置、液力制動(dòng)器與液壓制動(dòng)器等幾種。自冷式制動(dòng)裝置其主要是由機(jī)械盤閘和可控液壓站組成,其主要是通過對(duì)液壓站來調(diào)節(jié)制動(dòng)盤閘所產(chǎn)生的力矩大小,從而達(dá)到力矩可控。而液壓和液力系統(tǒng)也主要是通過使用液力的可控性來達(dá)到制動(dòng)系統(tǒng)的可控性。

      結(jié)語

      本文通過對(duì)大功率下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理以及主要的制動(dòng)控制器進(jìn)行了性能分析,其中制動(dòng)控制系統(tǒng)的可控性是最主要的。

      參考文獻(xiàn)

      [1]張媛,周滿山,等.大功率下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)的制動(dòng)技術(shù)[J].煤礦機(jī)械,2002(04).

      [2]史久瑛.膠帶輸送機(jī)的制動(dòng)[J].起重運(yùn)輸機(jī)械,1986(03).

      [3]夏榮海,等.礦井提升機(jī)械設(shè)備[M].北京:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,1987.

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