煤矿带式输送机可控液压制动系统研究.pdf

煤矿带式输送机可控液压制动系统研究 刘长龙 中国煤炭科工集团太原研究院鄂 尔多斯0 1 7 2 0 9 摘要 结合实际工况设计一种煤矿带式输送机可控液压制动系统，它和制动器组合成一套制动系统，能 够实现煤矿带式输送机制动过程中速度和加速度在可控范围内，实现煤矿带式输送机的软制动。 关键词带式输送机；液压制动 ；可控制动 中图分类号T D 5 2 8 ． 1 文献标识码A 文章编号1 0 0 1 0 7 8 5 2 0 1 2 0 6 0 0 4 5 0 3 Ab s t r a c t C o n s i d e rin g a c t u al wo r k i n g c o n d i t i o n s ，a c o n t r o l l a b l e h y d r a u l i c b r a k i n g s y s t e m f o r c o a l mi n i n g b e l t c o n v e y o r i s d e s i g n e d，w h i c h for ms a b r a k i n g s y s t e m t o g e t h e r w i t h t h e b r a k e ．T h e s y s t e m i s a b l e t o c o n t r o l t h e v e l o c i t y a n d d e c e l e r a t i o n w i t h i n t h e c o n t r o l l a b l e s c o p e d u ri n g t h e b r a k i n g p r o c e s s o f c o a l mi n i n g b e l t c o n v e y o r ，t o fi n a l l y r e a l i z e s o f t b r a k i n g for t h e ma ch i ne ． Ke y wo r d sb e l t c o n v e y o r ； h y d r a u l i c b r a k i n g ； c o n t r o l l a b l e b r a k i n g O 引言 带式输送机制动 时 ，输送 带及其上 承载 的物 料所产生 的巨大机械 能主要被输送机 系统运行 阻 力和制动装置 2部分 吸收。为防止输送 机制动过 程 中 “ 飞车 ”事故的发生 ，一套可靠 、有效 、快 速反应 的制动系统显得尤为重要 。输送 机停车过 程 中 或 停 电 后 ，输 送 带 上 物 料 的 重 力 分 力 m g s i n O ，0为下运倾角 和托辊等运动部件 的惯 性 力使输送带仍继续下 滑 ，下运倾 角越大 ，下滑 越容易发 生 ，带 速 越 来越 高 ，造 成 “ 飞 车” 事 故。 本文设计一种 液压制 动系统 ，该 系统设计 成 独立结构形式 ，共设置有 2套液压泵 、2套调压油 过滤器 ，相互独立 ，互不影 响 ，共 同安 置在一个 油箱之上 ，一套工作 ，一套备用 。 1 主要功 能 1 在带式输送机正常运转时 ，提供一定压力 的液压油 ，控制制 动器松 闸；在带式输 送机工作 制动时 ，可 实现闭环控制 的无 级制动效 果 ；在 带 式输送机正常停止 时，可进行 安全制动 ，并根 据 实际需要 ，使带 式输 送机获得 二级制动 效果 ，保 证停车平稳 ，同时减少设备的磨损 。 2 在特殊事故状态下 ，可进行 紧急制动 ，使 制动器立 即抱 闸，确保系统的安全。 起重运输机械 2 0 1 2 6 3 备用 一套手动制动 阀组 ，在特殊情 况下 ， 可通过手动制动 阀组使制动器 中的油液立 即回到 油箱。 2 工作原理 本系统 由工 作制 动和安 全制动 2部分 组成 ， 工作制动部 分是 由液压泵 、滤油器 、单 向阀、蓄 能器 、比例 溢流阀及 调压部分 组成 ；安全 制动部 分由电磁 阀、溢 流阀、蓄 能器等组 成。工 作原理 见 图 1 。 图 1 制动 系统液压原理 图 工作制动部分的工作原理是 1 系统油压大小是 由调压部分来完成 的，通 一 4 5 过调节溢流阀 5手柄来确定系统油压。 2 带 式输 送 机 正 常工 作 时，电 磁 阀 1 D T 、 3 D T 、4 D T、5 D T 、6 D T处于通 电状 态 ，压力 油可 以进入盘式制动器 ，使 制动器处 于开闸状态。同 时压力油也可经过换 向阀2 1向蓄能器 2 2充液。当 压力达到设定的调压值 时，由压力传感器 1 9发出 电信号，使液压泵停止运转。此 时 由保压 回路 向 制动器提供油液和压力。 3 带 式输 送 机 工 作 制 动 时，电磁 铁 3 D T 、 4 D T 、5 D T通电，电磁铁 6 D T断电，由比例溢流阀 2 4调节压力 ，实现无级压力效果 ，使制动器平稳 停车。 安全制 动部 分是 由电磁 阀 1 D T、2 D T、3 D T 、 4 D T 、5 D T，溢流阀 1 4及蓄能器 2 7等组成 。带式 输送机正常工作时 ，通过 电磁 阀 1 D T、3 D T 、2 D T 及蓄能器 2 7等做好二级制动 的准备 ，一旦带式输 送机正常停止或 系统 出了故 障，其 中包括地 区停 电，电磁阀 5 D T 、3 D T立即断电，切断去制动器的 压力油，制动器的压力油 中的一路迅速 通过 电磁 阀 5 D T回油箱 ，另一 路通过 3 D T经过溢 流 阀 l 8 流回油箱，溢流阀 1 8预先整定压力。当制动器 的油压 降到溢流 阀 1 8调定 的压 力时 ，就不 再下 降了 ，由蓄能器 来维持 制动器保 持某 一油压 值 ， 此时 ，制动器所具备 的制动力矩使带式输送机 系 统能较 好地 满足 加 速度 的要 求 ，经 过几 秒 延 时 后 ，直流 电磁 阀 2 D T延 时断 电 ，而 直流 电磁 阀 4 D T延时通 电，蓄 能器 2 7和制 动器 的油 迅速 通 过 4 D T 、2 D T回到油箱 ，使带式输送机系统处 于全 制动状态。 各电磁铁工作状态如表 1所示 。 表 1 各电磁铁工作状态 电动机 1 D T 2 D T 3 D T 4 D T 5 D T 6 D T M1 、 M2 由压力变 正常工作 送器控制 工作制动 安全制动 延时 延时 一 紧急制动 延时 延时 一 手动紧急 制动 ．．． 46 ．．． 结合实际工况 ，进行 数据检测 ，根据得 出的 数据通过 Ma t l a b软件对其进行仿 真 ，得 出图 2所 示的制动 曲线图。 3 参数计算 带式输送机油液最 大压力值 不包括综合 阻 力为 A昔R m 一 ， 。 n ＼ 一 ⋯ ‘ ， 式中F 为实际张力差 ，N；A为盘式制动器 活塞面积 ，c m ；n为盘式 制动器 液压缸 数量 ； 为闸瓦摩擦因数 ，取 0 ． 3 5，R ／ R 。 为卷筒半径 与制动半径之比值，0 ． 8 8 0 ． 9 2 ，取 0 ． 9 ，K为制 动力矩倍数 ， K 3 ． 2 5 ／ C 0CC ≥1 C为质量系数 ， C F 。 ／ ∑m m ／ s ∑m为带式输送机 系统总 的变位质量 ，k g ；K l为 倾角影响系统 ，见表 2 。 表 2 倾 角影响系统 倾角 。 3 0 2 5 2 0 1 5 l 0 影响系统 1 0 ． 8 9 0 ． 8 0 ． 7 2～ O ． 6 由此得到当闸瓦间隙 6 2 mm时的松闸油压 P P Pf P 为综合阻力折算值，一般取 1 6 ． 5 k g ／ c m 。 本系统工作压力设定为 P6 ． 3 MP a ，当低于 此压力时 ，其波动值不大于 0 ． 2 MP a 。 一 级制动油压值 的确定 2 ∑ 自 k g ／ c m 式中∑m 为带式输送 机系统 的变位 质量 ， k g s 2 ／ m；a 自为带式输 送机 系统的 自然加 速度 ， m／s 。 a 自3 O t ≥1 7 。 a 自g s i n a f c o s a 0 c ≤1 7 。 f_- 0 ． 0 1 5 。 起重运输机械 2 0 1 2 6 4 0 O 0 莒 委z 0 oo - R 4。 。 。 l o o 0 0 0 0 委 0 o 。 l 0 0 0 0 a 制动时间为 2 0 s 的工作制动 ； b 制动时间为 1 6 s 的工作制动； d 制动时间为5 s 的紧急制动； e 制动时间为 1 0 s 的安全制动 ； 1 ．速度曲线2 ．力矩曲线 图2 制动曲线图 本系统的一级制动油压值 P 应在 4～1 M P a之 间任意调节 。 4结论 该制动系统能够将带 式输 送机制 动加速 度控 制在 一 0 ． 1～一0 ． 3 m ／ s 之 间，实现软制动 ，并能 达到煤矿用带式输送机制动的防爆要求。 参考 文献 [ 1 ]李阳星，郝双双，周广林 ．带式输送机制动阶段的动 起重运输机械 2 0 1 2 6 时N／ s O c 制动时问为 1 2 s 的工作制动 f 制动时间为 1 5 s 的安全制动 1 0 0 0 8 0 0 6 0 0 星 越 4 0 0 鼎 2 0 0 态特性 [ J ] ．黑 龙 江科 技 学 院 院 报，2 0 0 8 5 1 9 21 9 4 ． [ 2 ]田庆林，宋伟刚 ．带式输送机制动方法[ J ] ．物料搬运 与分离技术，1 9 9 3 3 2 3 ，2 4 ． 作者地址内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗上湾矿太原煤 科院 邮 编 0 1 7 2 0 9 收稿 日期 2 0 1 20 21 5 - - 4 7 -- 一1 口 _ 捌 S 一 ㈣ R 饕 如 瑚 。 一 _ s 簧。 l 8 5 2 一 ， 髓摹 瑚 ㈣ 姗． 枷 枷 枷 枷 铷 ㈣ 姗 ㈣ 姗 ㈣ 蜘 i 冒 邑囊 0 9 8 7 6 曲 时 4 3 2