目前我國(guó)煤礦下運(yùn)帶式輸送機(jī)的制動(dòng)裝置普遍使用由煤炭科學(xué)研究總院上海分院研制的液力制動(dòng)器、山東礦院的盤閘制動(dòng)器，以及本文介紹的北京起重運(yùn)輸研究所研制的YQ21400型液壓制動(dòng)器。YQ21400型液壓制動(dòng)器除了制動(dòng)功能外，還具有超載保護(hù)、勻速制動(dòng)和停電應(yīng)急制動(dòng)功能，可對(duì)下運(yùn)帶式輸送機(jī)提供全面的制動(dòng)保護(hù)。現(xiàn)就YQ21400型液壓制動(dòng)器（以下簡(jiǎn)稱制動(dòng)器）的工作原理、應(yīng)用工況以及電氣控制要點(diǎn)作一介紹。
1、工作原理
    (1)制動(dòng)原理
    由于下運(yùn)輸送機(jī)在穩(wěn)速運(yùn)行時(shí)，其重載物料克服摩擦力矩、驅(qū)使膠帶下滑的力矩是由驅(qū)動(dòng)電機(jī)所產(chǎn)生的負(fù)力矩來(lái)平衡的，因而會(huì)導(dǎo)致在停機(jī)制動(dòng)時(shí)需要的制動(dòng)力矩遠(yuǎn)大于上（平）運(yùn)輸送機(jī)此時(shí)所需要的制動(dòng)力矩。若采用機(jī)械摩擦能耗方式的制動(dòng)器，如外抱閘瓦式制動(dòng)器，將必然產(chǎn)生高溫，且制動(dòng)過(guò)于猛烈，也將有損于輸送機(jī)機(jī)械裝置的使用壽命，甚至對(duì)煤礦生產(chǎn)安全造成產(chǎn)生隱患。
    制動(dòng)器采用流體節(jié)流耗能原理進(jìn)行工作，即通過(guò)柱塞泵將輸送機(jī)制動(dòng)時(shí)的機(jī)械能吸收轉(zhuǎn)化成液壓能，最終由工作油液攜帶到油箱中逸散掉，可避免產(chǎn)生高溫。與此同時(shí)，由節(jié)流產(chǎn)生的高壓，作用于柱塞泵形成制動(dòng)力矩。力矩值由相關(guān)的控制閥根據(jù)負(fù)載大小自動(dòng)調(diào)節(jié)，確保平穩(wěn)而有效的制動(dòng)。
    (2)力矩自動(dòng)調(diào)節(jié)
    制動(dòng)器的力矩自動(dòng)調(diào)節(jié)功能是通過(guò)電液比例控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。制動(dòng)時(shí)，由配套電氣控制箱中的比例控制放大器向電液比例調(diào)速閥輸入一個(gè)預(yù)先給定的、勻減速率的控制電流信號(hào)，而在此閥內(nèi)裝有一個(gè)液壓速度傳感器，可隨時(shí)監(jiān)測(cè)下行膠帶的減速過(guò)程，比例閥不斷地將傳感器測(cè)得的實(shí)際速度與電控箱輸來(lái)的給定速度比較，根據(jù)比較結(jié)果，隨時(shí)調(diào)整節(jié)流口的開(kāi)度大小。當(dāng)實(shí)際速度高于給定速度時(shí)，節(jié)流口將隨之變小，使油壓升高，加大制動(dòng)力矩，將實(shí)際速度抑制下來(lái)；反之，當(dāng)實(shí)際速度低于給定速度時(shí)，節(jié)流口將隨之變大，使油壓下降，減小制動(dòng)力矩。如此，便實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)力矩的自動(dòng)調(diào)節(jié)，迫使下運(yùn)輸送機(jī)按照電控箱給定的勻減速率，從高速減速到制動(dòng)。
2、應(yīng)用工況
    YQ21400型液壓制動(dòng)器有5種工況：?jiǎn)��?dòng)、穩(wěn)態(tài)運(yùn)行、超載保護(hù)、制動(dòng)和停電制動(dòng)。
    (1)啟動(dòng)
    按電控箱啟動(dòng)按鈕，松開(kāi)機(jī)械閘。由于電磁換向閥DT1、DT2沒(méi)有通電，制動(dòng)器油路處于高壓大流量運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，制動(dòng)力矩最大。此時(shí)比例控制放大器輸出一個(gè)（2路）由零值開(kāi)始呈線性增大的斜坡電流給比例閾，節(jié)流口的開(kāi)度亦呈線性地由小至大，受其控制，制動(dòng)器對(duì)輸送機(jī)的制動(dòng)力矩也將隨之線性地減小。如果啟動(dòng)時(shí)膠帶上的物料足夠多，物料重力沿輸送方向的分力將驅(qū)使皮帶隨之勻加速啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)延時(shí)，等帶速達(dá)到膠帶額定速度時(shí)投入，由電機(jī)的負(fù)力矩替代制動(dòng)器的制動(dòng)力矩；如果啟動(dòng)時(shí)膠帶上是空載或輕載，不足以驅(qū)動(dòng)膠帶運(yùn)轉(zhuǎn)，則驅(qū)動(dòng)電機(jī)待延時(shí)結(jié)束投入。
    (2)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行
    電機(jī)啟動(dòng)后，輸送機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況。在驅(qū)動(dòng)電機(jī)得電同時(shí)，電磁換向閥DT1、DT2通電，制動(dòng)器油路處于小排量無(wú)油壓運(yùn)行狀態(tài)。隨后，電控箱比例控制放大器給出的控制電流達(dá)到預(yù)先設(shè)定的最大值，并將一直維持此值直到進(jìn)入制動(dòng)工況。電流最大值是根據(jù)對(duì)應(yīng)的電機(jī)最大允許轉(zhuǎn)速設(shè)定的．在正常載荷狀況下，電機(jī)不可能達(dá)到這個(gè)轉(zhuǎn)速值，另外，由于油路處于小排量無(wú)油壓運(yùn)行狀態(tài)，這個(gè)電流并沒(méi)有實(shí)際控制能力，因?yàn)榇藭r(shí)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩已消失。
    (3)超載運(yùn)行
    如果穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)超速現(xiàn)象，電控箱令電磁換向閥DT1、DT2斷電，使制動(dòng)器進(jìn)入高壓大流量運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。此時(shí)，比例控制電流恢復(fù)實(shí)際控制能力，制動(dòng)器將按照設(shè)定的最大電流值，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速限制在最大允許轉(zhuǎn)速上，超載力矩的能量由制動(dòng)器的油箱吸收。受制動(dòng)器油箱的熱容量限制，超載運(yùn)行狀態(tài)只能短時(shí)使用，持續(xù)超載時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)入停車制動(dòng)狀態(tài)。
    (4)制動(dòng)
    按停車按鈕后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電磁換向閥DT1、DT2斷電，制動(dòng)器油路處于高壓大流量運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。比例控制放大器輸出的比例控制電流由最大值線性地減小至零值，比例閥節(jié)流口的開(kāi)度亦隨之線性地由大至最小，受其控制，制動(dòng)器的制動(dòng)力矩將隨之線性地同步增大，從而迫使皮帶機(jī)勻減速制動(dòng)到零速。
    (5)停電制動(dòng)
    當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)電網(wǎng)事故停電時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電磁換向閥DT1、DT2斷電，制動(dòng)器將自動(dòng)進(jìn)入高壓大流量運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，對(duì)下運(yùn)皮帶實(shí)施制動(dòng)。如果要求制動(dòng)過(guò)程的勻減速性能，電控箱應(yīng)配備小容量的應(yīng)急電源，給比例控制放大器提供短時(shí)電能以控制比例閥。否則，無(wú)論輸送機(jī)載荷情況如何，因?yàn)楸壤�控制放大器沒(méi)有電流輸出，比例閥節(jié)流口開(kāi)度最小，制動(dòng)器以最大制動(dòng)力矩實(shí)施制動(dòng)。
3、電控要點(diǎn)
    上述液壓制動(dòng)器在實(shí)際使用時(shí)，還須關(guān)注以下幾點(diǎn)：
    (1)比例控制電流
    為了減小比例閥得電動(dòng)作的滯后時(shí)間，比例控制放大器應(yīng)當(dāng)給比例閥一個(gè)起始電流，讓閥口有一個(gè)微小的開(kāi)啟，但又能保證輸送機(jī)在松閘時(shí)的下滑速度足夠小。一般取100mA為宜。
    穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的比例控制電流即最大電流，其作用是當(dāng)輸送機(jī)超速時(shí)，將電機(jī)的轉(zhuǎn)速限制在可以承受的范圍內(nèi)（一般為1530r/min）。一般估算可為580mA。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)按電機(jī)同步轉(zhuǎn)速的臨界電流值再加上10mA即可。
(2)啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間
    電機(jī)的啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間，通常確定了比例控制放大器的斜坡電流上升時(shí)間。但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，電機(jī)的啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間應(yīng)<tq，一者補(bǔ)償電磁換向閥DT1、DT2通電，油路進(jìn)入高壓大流量運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)通電建立（負(fù)）力矩的滯后時(shí)間，再者考慮到比例閥的起始電流。故此推薦，延時(shí)時(shí)間計(jì)時(shí)是比例控制電流在200mA至最大值范圍內(nèi)，而不是在0至最大值范圍。
    (3)制動(dòng)時(shí)間
    制動(dòng)時(shí)間通常確定了比例控制放大器的斜坡電流下降時(shí)間。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，制動(dòng)時(shí)間應(yīng)。
    (4)超載保護(hù)
    受制動(dòng)器油箱的熱容量限制，超載運(yùn)行只能短時(shí)使用。因此，如果測(cè)得帶速持續(xù)超速（如6min）或在短時(shí)間(30s)內(nèi)反復(fù)超速，則應(yīng)停機(jī)，查找原因。
    為確保油箱不至于過(guò)熱，油箱上的雙金屬電接點(diǎn)溫度計(jì)的下限電接點(diǎn)調(diào)整為60℃，上限電接點(diǎn)調(diào)整為80℃，油溫達(dá)到下限告警，達(dá)到上限停車。
    下運(yùn)輸送機(jī)超速飛車事故往往是由超載所致。雖然超載保護(hù)的最終完成取決于制動(dòng)器，但電控系統(tǒng)必須有足夠可靠的測(cè)速裝置，以正確地判別出是否超載。
4、結(jié)語(yǔ)
    YQ21400型液壓制動(dòng)器配以煤炭科學(xué)研究總院上海分院為該制動(dòng)器開(kāi)發(fā)的電控設(shè)備，現(xiàn)已在各地煤礦的下運(yùn)帶式輸送機(jī)上得到廣泛應(yīng)用。