煤礦電滾筒膠帶輸送機(jī)液壓下滑制動(dòng)裝置及其應(yīng)用

張彥斌

（大同煤礦集團(tuán)軒崗煤電有限責(zé)任公司梨園河煤礦， 山西 忻州 034114）

引言

輸送機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)是輸送機(jī)安全運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，制動(dòng)系統(tǒng)與運(yùn)輸系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)耦合情況將直接決定輸送機(jī)的制動(dòng)效果。若輸送機(jī)需要停車或其他極端工況出現(xiàn)時(shí)，此時(shí)電機(jī)不再產(chǎn)生力矩，物料可能在其自身重力的下滑分力以及下墜慣性力的作用下產(chǎn)生“飛車”現(xiàn)象。為了能更好地控制輸送機(jī)[1]，因此就要求設(shè)備具有更為先進(jìn)、可靠的液壓下滑制動(dòng)裝置，這對(duì)輸送機(jī)壓夜制動(dòng)裝置的研究具有重要意義。

1 常見“飛車”事故的歸納

常見的皮帶輸送機(jī)“飛車”故障主要可以歸納為如下幾點(diǎn)：

1）輸送機(jī)存在下運(yùn)角度超限、運(yùn)載輸送量過大，物料重力沿斜面分力大于皮帶阻力，物料就會(huì)自行向下滑動(dòng)，且下滑速度會(huì)逐步增大。

2）可能存在在物料重量的作用下，上層皮帶處于繃緊狀態(tài)，下層呈現(xiàn)松弛狀態(tài)，從而可能導(dǎo)致皮帶與滾筒之間的摩擦力驟減，加重皮帶的下滑。

3）當(dāng)遇到比較緊急的情況時(shí)，滿裝運(yùn)行狀態(tài)下輸送機(jī)可能會(huì)緊急停車，此時(shí)由于物料重量較大，可能會(huì)產(chǎn)生巨大的慣性力，從而導(dǎo)致事故的發(fā)生[3]。

2 制動(dòng)方式的分類

1）摩擦制動(dòng)式。此種制動(dòng)方式出現(xiàn)在較早期的小功率帶式輸送機(jī)上，機(jī)械制動(dòng)的效率高，但同時(shí)存在產(chǎn)熱量大等缺點(diǎn)，若在較大功率的輸送機(jī)上使用，需要增加相應(yīng)的散熱措施。

2）液力制動(dòng)式。隨著技術(shù)的發(fā)展，液力耦合器被應(yīng)用于輸送機(jī)的制動(dòng)裝置中，該技術(shù)在防止輸送機(jī)出現(xiàn)“飛車”故障上具有較好的優(yōu)勢(shì)，但由于其體積較大，很難被應(yīng)用在一些體積較小的輸送機(jī)，如伸縮式膠帶輸送機(jī)上使用。

3）電氣制動(dòng)式。電氣制動(dòng)式結(jié)構(gòu)發(fā)展時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，但由于其自身結(jié)構(gòu)體積較大，不易安裝，且電氣制動(dòng)式制動(dòng)器不能滿足礦用條件下的隔爆要求，因此該型制動(dòng)器被應(yīng)用于實(shí)際煤礦生產(chǎn)運(yùn)輸中較少[4]。

4）液壓制動(dòng)式。相較于前三者，其結(jié)構(gòu)體積較小，因此占用空間小，制動(dòng)原理是將液壓泵安裝于帶式輸送機(jī)減速器的高速軸上，當(dāng)需要采取制動(dòng)時(shí)，帶式輸送機(jī)能量經(jīng)由液壓油進(jìn)行機(jī)械能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，可為液壓系統(tǒng)提供更多的動(dòng)能[5]。

3 液壓下滑制動(dòng)裝置的分析

3.1 制動(dòng)系統(tǒng)液壓原理

以DTS70/20/14型電滾筒膠帶輸送機(jī)為研究對(duì)象，分析并列出了該型輸送機(jī)液壓制動(dòng)系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)原理，液壓制動(dòng)系統(tǒng)主要由操作閥、液壓管路、安全閥、多路控制器、液壓制動(dòng)器、液壓油缸等部件組成，見圖1。

制動(dòng)動(dòng)作過程可以簡(jiǎn)述為，當(dāng)操作閥移至升柱位置時(shí)，壓力水可經(jīng)過膠管、操縱閥等液壓部件進(jìn)入活塞，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)。液壓制動(dòng)推桿即可完成松閥和緊閥的操作。液壓制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，且具有較好的可靠性[6]。

圖1 制動(dòng)裝置液壓原理簡(jiǎn)圖

為了防止制動(dòng)系統(tǒng)中的水將液壓元件腐蝕，在水體中形成較多的雜質(zhì)，影響液壓制動(dòng)系統(tǒng)的控制精度，通常的解決辦法是在管路中設(shè)置過濾網(wǎng)，并在日常的使用中加強(qiáng)巡檢。

3.2 制動(dòng)器結(jié)構(gòu)

電滾筒膠帶輸送機(jī)由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，電滾筒皮帶機(jī)的電滾筒沒有外出軸，因此不能再該軸上安裝制動(dòng)器，目前的主流電滾筒制動(dòng)方式采用的是以采煤工作面液壓泵所提供的動(dòng)力設(shè)置制動(dòng)系統(tǒng)，在此列舉DTS70/20/14型電滾筒膠帶輸送機(jī)的液壓制動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示。

圖2 液壓制動(dòng)結(jié)構(gòu)原理圖（單位：mm）

該液壓制動(dòng)器安裝在輸送機(jī)機(jī)頭部位，可以有效地使膠帶與輸送機(jī)傳動(dòng)滾筒精密貼合在一起，加強(qiáng)輸送機(jī)的制動(dòng)能力，防止膠帶與滾筒之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)出現(xiàn)“飛車”事故。從圖2中可以得知，該型液壓制動(dòng)系統(tǒng)主要由推移部件、制動(dòng)底座、支撐立板、千斤頂系統(tǒng)組成。傳動(dòng)滾筒直徑為Φ650 mm，底座上有狂歌連接耳板，相距40 mm，中間設(shè)置了千斤頂。

制動(dòng)器千斤頂缸徑為Φ50 mm，工作時(shí)產(chǎn)生102.8 kN的額定最大推力，那么兩個(gè)千斤頂就可實(shí)現(xiàn)最大205.6 kN的推力，對(duì)于輸送機(jī)的制動(dòng)具有良好的效果。該制動(dòng)裝置的推移部件為與滾筒相似的圓弧狀，制動(dòng)效果好，相當(dāng)于增加了膠帶與滾筒之間的接觸面積，設(shè)備動(dòng)作由液壓系統(tǒng)控制，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。

4 制動(dòng)裝置的應(yīng)用及其效果

4.1 實(shí)際應(yīng)用

該制動(dòng)系統(tǒng)被實(shí)際應(yīng)用于某煤礦掘進(jìn)施工工作面用于運(yùn)輸煤礦，在對(duì)6個(gè)月的使用期之間的應(yīng)用情況分析，通過觀察、記錄輸送機(jī)實(shí)際應(yīng)用情況發(fā)現(xiàn)，該型液壓制動(dòng)系統(tǒng)相較于以前使用的安裝于高速軸上的電磁閘瓦結(jié)構(gòu)的制動(dòng)器，更加靈敏，易于控制，且克服了之前制動(dòng)器存在斷帶頻發(fā)、飛車、輸送機(jī)振動(dòng)過大等現(xiàn)象。因此，該型制動(dòng)器的可靠性更高，減少了維修成本，顯著增加了經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 應(yīng)用效果

1）液壓制動(dòng)裝置的制動(dòng)輪安裝在傳動(dòng)滾筒的低速軸上，保障了制動(dòng)滾輪具有足夠的強(qiáng)度去應(yīng)對(duì)在制動(dòng)過程中產(chǎn)生的力。同時(shí)該制動(dòng)系統(tǒng)還可以利用礦井壓力水作為液壓制動(dòng)的動(dòng)力來源，設(shè)備結(jié)構(gòu)小巧，安裝工作所需空間小。

2）可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)制動(dòng)器的操作與控制，便于及時(shí)操作，可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送機(jī)的及時(shí)制動(dòng)控制。

3）加壓動(dòng)作快，防止在出現(xiàn)輸送機(jī)在運(yùn)輸過程中下滑時(shí)不能及時(shí)處理，導(dǎo)致皮帶加速下滑出現(xiàn)失控。操作便捷，確保了安全可靠的制動(dòng)，并充分保障了輸送機(jī)的安全。