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1、問(wèn)題的提出
    姚橋煤礦7501工作面是東六上部采區(qū)的一個(gè)綜采放頂煤工作面，面長(zhǎng)191m，走向長(zhǎng)度1300m，儲(chǔ)量130萬(wàn)t，生產(chǎn)能力為600～700t/h，工作面順槽運(yùn)輸采用轉(zhuǎn)載機(jī)加帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸方式，沿煤層走向布置鋪設(shè)兩條SSJ1000/160可伸縮帶式輸送機(jī)，第二條帶式輸送機(jī)安裝在傾斜巷道內(nèi)，巷道傾角為- 12. 50～5。，運(yùn)輸距離600m，最大高差79m，機(jī)頭、機(jī)尾總高差65m;受到井下工作面運(yùn)輸系統(tǒng)的限制，煤從- 200水平運(yùn)輸?shù)? 400水平大巷，運(yùn)輸距離2300m的三條帶式輸送機(jī)之間沒(méi)有煤倉(cāng)，采用直接搭接轉(zhuǎn)載式的接力運(yùn)輸。SSJ1000/160型可伸縮帶式輸送機(jī)在正常運(yùn)輸過(guò)程中因工作面掉電、安全保護(hù)裝置動(dòng)作等帶負(fù)荷的情況下停車或瞬間煤量突然過(guò)量，皮帶的下滑力超過(guò)主電動(dòng)機(jī)的輸出扭矩時(shí)，極易發(fā)生皮帶機(jī)放飛車事故，造成原煤埋壓機(jī)頭、機(jī)尾，從而使設(shè)備損壞和人身傷害。移動(dòng)式帶式輸送機(jī)沒(méi)有可靠的制動(dòng)裝置，是導(dǎo)致上述問(wèn)題存在的根本原因。
2、綜采放頂煤工作面對(duì)下運(yùn)帶式輸送機(jī)制動(dòng)裝置的要求
    (1)滿載制動(dòng)時(shí)制動(dòng)裝置的制動(dòng)力矩能夠可靠地閘住帶式輸送機(jī)及時(shí)停機(jī)，防止放飛車事故的發(fā)生。
    (2)制動(dòng)閘與閘輪或閘盤的溫度不得超過(guò)150℃。
    (3)制動(dòng)系統(tǒng)能提供平滑的、無(wú)沖擊的制動(dòng)力矩，以減小設(shè)備的動(dòng)應(yīng)力，改善整機(jī)的受力狀況，延長(zhǎng)設(shè)備的壽命，提高設(shè)備的可靠性；-般要求制動(dòng)減速度在0.1-0.3m/s2之內(nèi)可控。
    (4)在突然停電及其它緊急情況下，制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)投入制動(dòng)，能平穩(wěn)、安全、可靠地制動(dòng)帶式輸送機(jī)，防止出現(xiàn)飛車事故的發(fā)生，并保證制動(dòng)中的平穩(wěn)性和安全性。
    (5)制動(dòng)裝置必須具有超速保護(hù)和可控制動(dòng)系統(tǒng)，提高輸送機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。
(6)滿足井下防爆要求。
3、方案的分析、論證及方案確定
    對(duì)于可伸縮帶式輸送機(jī)的制動(dòng)方式經(jīng)常采用以下三種方式：
    (1)阻尼板式制動(dòng)。當(dāng)輸送機(jī)滿載或輸送煤量較大時(shí)，輸送帶與阻尼板接觸，由于煤的正壓力作用，使輸送帶與阻尼板之間產(chǎn)生摩擦力來(lái)平衡物料的下滑力，阻止輸送帶的超速運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)帶式輸送機(jī)的制動(dòng)作用。該制動(dòng)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，費(fèi)用較低，但其制動(dòng)力矩較小，且制動(dòng)力矩不可控，對(duì)輸送帶的磨損較為嚴(yán)重。
    (2)液力制動(dòng)需要制動(dòng)時(shí)通過(guò)控制系統(tǒng)將液體輸入工作腔中，根據(jù)所充入液體量的多少達(dá)到調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩的目的，它的制動(dòng)力矩在制動(dòng)過(guò)程中可調(diào)。但是由于液力制動(dòng)沒(méi)有停車的功能，當(dāng)泵輪速度低于400r/min時(shí)必須使用外加的機(jī)械閘制動(dòng)；當(dāng)系統(tǒng)突然斷電時(shí)，需要增加備用電源或壓縮空氣，工作控制系統(tǒng)復(fù)雜，維修工作量較大，制動(dòng)可靠性不高。
    (3)角移式塊閘制動(dòng)。一般在輸送機(jī)的高速軸上安裝制動(dòng)輪，通過(guò)電液推桿或氣缸操作機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)閘瓦抱緊制動(dòng)輪，利用閘瓦與制動(dòng)輪之間的摩擦力實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。該制動(dòng)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制動(dòng)迅速，占用空間較小，使用成本較低。但制動(dòng)力矩較小，閘瓦表面的壓力分布不均勻，閘瓦上下磨損也不均勻，制動(dòng)力矩不可控，當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)時(shí)閘輪溫度有時(shí)超過(guò)150℃，超溫后閘瓦與閘輪的摩擦系數(shù)降低，會(huì)使制動(dòng)力矩下降，導(dǎo)致飛車事故，用于下運(yùn)帶式輸送機(jī)作為制動(dòng)裝置效果較差。
   (4)盤式制動(dòng)器。其工作原理是通過(guò)對(duì)制動(dòng)盤施加的正壓力產(chǎn)生摩擦力達(dá)到制動(dòng)的目的。該制動(dòng)器為儲(chǔ)能式制動(dòng)，在斷電或者輸送機(jī)保護(hù)動(dòng)作時(shí)自動(dòng)投入制動(dòng)，調(diào)整液壓站的油壓大小可以調(diào)整正壓力，從而調(diào)整制動(dòng)力矩的大小，控制制動(dòng)的時(shí)間實(shí)現(xiàn)軟制動(dòng)，把制動(dòng)盤做成中空結(jié)構(gòu)的強(qiáng)制冷卻方式，使制動(dòng)過(guò)程中不超過(guò)150℃。該制動(dòng)裝置具有制動(dòng)力可控性好、平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，，但體積大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。
    通過(guò)對(duì)以上各種制動(dòng)方式的分析比較，結(jié)合井下生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，決定將現(xiàn)有的SSJ1000/160帶式輸送機(jī)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑�，采用盤式制動(dòng)器的制動(dòng)方式。
4、方案參數(shù)
    經(jīng)過(guò)計(jì)算，確定制動(dòng)裝置相關(guān)參數(shù)。
    (1)制動(dòng)力計(jì)算
    運(yùn)行阻力Ff=9059.2N
    下滑力Fst=-49609.2N
傳動(dòng)滾筒軸力矩T=12773.25 N·m
    制動(dòng)器的力矩Tq= 25546.5 N.m
  (2)液壓站的控制油壓計(jì)算P= 6.22MPa
  (3)制動(dòng)時(shí)間t=8.33～25s
  制動(dòng)器參數(shù)：制動(dòng)力矩25. 5kN.m，液壓站的控制油壓6.5 MPa*制動(dòng)時(shí)間10s。
5、方案實(shí)施
    利用原帶式輸送機(jī)的平衡傳動(dòng)齒輪，在齒輪外端加裝一套對(duì)中程度較好凸緣式聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的一端通過(guò)平衡傳動(dòng)齒輪與驅(qū)動(dòng)裝置傳動(dòng)滾筒軸聯(lián)接，另一端與盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤聯(lián)接。制動(dòng)盤的制動(dòng)力矩由一套液壓泵站系統(tǒng)和兩對(duì)（4塊）盤式制動(dòng)器提供，利用液壓系統(tǒng)油壓的緩慢下降（油壓下降速度可調(diào)），實(shí)現(xiàn)停機(jī)和失電狀態(tài)下帶式輸送機(jī)的軟制動(dòng)。
    制動(dòng)裝置的機(jī)械部分主要有：制動(dòng)盤，盤式制動(dòng)器、雙回路液壓泵站、軸承座、底盤及其支架組
成，通過(guò)凸緣聯(lián)軸器與傳動(dòng)滾筒連接。
    (1)制動(dòng)盤，制動(dòng)盤用鋼板加工而成，直徑為llOOmm。制動(dòng)盤與中心的輪轂采用定位銷和焊接的方法進(jìn)行連接，盤身鉆孔制動(dòng)時(shí)便于降溫。如圖l所示
  (2)制動(dòng)閘，為便于維修和配件的更換與通用，采用標(biāo)準(zhǔn)的油缸后置式盤式制動(dòng)器，主要有閘襯組件、碟形彈簧、油缸組件和支架體等組成。
    (3)獨(dú)立的雙回路液壓站，液壓站系統(tǒng)原理及元件組成如圖2所示，液壓站由雙回路并通過(guò)手動(dòng)換向閥實(shí)現(xiàn)油路換向。電接點(diǎn)壓力表向控制回路提供壓力信號(hào)。
    (4)制動(dòng)裝置底座，由于采區(qū)的帶式輸送機(jī)是隨工作面的推進(jìn)而經(jīng)常移動(dòng)的，制動(dòng)裝置也必須隨帶式輸送機(jī)的移動(dòng)而移動(dòng)，因此不能采取挖掘澆注混凝土基礎(chǔ)的方法安裝固定。制動(dòng)裝置的底架用型鋼加工成組裝式，為增加制動(dòng)裝置的穩(wěn)定性，制動(dòng)裝置底架從輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置架下穿過(guò)，與輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置底座用螺栓連成一體，并可實(shí)現(xiàn)微量調(diào)節(jié)，解決了機(jī)架移動(dòng)、巷道底鼓變形等惡劣條件的問(wèn)題。井下巷道及安裝尺寸如圖3所示
  (5)電控系統(tǒng)，電控系統(tǒng)與與機(jī)械系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)以及輸送機(jī)的綜合保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成機(jī)電液一體化，與帶式輸送機(jī)形成勻減速閉環(huán)控制系統(tǒng)，使帶式輸送機(jī)能夠按照預(yù)定的停車減速度（在0.2～0.3m/s2范圍）平穩(wěn)制動(dòng)停車；另外前后輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)電氣閉鎖，提高了設(shè)備運(yùn)行的安全，性和可靠性。
6、改造效果
    改造后的下運(yùn)可伸縮帶式輸送機(jī)的制動(dòng)性能可靠，能夠?qū)�帶式輸送機(jī)正常運(yùn)輸過(guò)程中因工作面掉電、安全保護(hù)裝置動(dòng)作等帶負(fù)荷的情況下停車或瞬間煤量突變，輸送帶的下滑力超過(guò)主電動(dòng)機(jī)的輸出扭矩的情況實(shí)施可靠的制動(dòng)，放飛車的現(xiàn)象杜絕了。該制動(dòng)系統(tǒng)調(diào)試簡(jiǎn)單，維護(hù)量小，保證了設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，改造后該的盤式制動(dòng)器系統(tǒng)在7501工作面可伸縮帶式輸送機(jī)的成功應(yīng)用，解決了工作面下運(yùn)可伸縮帶式輸送機(jī)無(wú)可靠制動(dòng)裝置的問(wèn)題。