大型带式输送机的制动与停车

添加人：admin 发布时间：2015/10/19 9:54:31 来源：中国破碎机网

　　工程…￥大型带式输送机的制动与停车□彭泓彬王祖军邓乐清（葛洲坝第五公司有限公司湖北宜昌多。这种大型带式输送机的启动控制已得到普遍的重视，但对输送机由稳定运行到停车的减速过程重视及相关研究还不多，本文将以此为出发点，重点分析如何采取相应技术措施预防此过程中事故的发生。
　　1停车过程可能出现的问题在减速停车过程中，由于惯性力和输送带弹性力的作用，输送带上各点的张力分布发生变化，如果减速度不加控制或控制不当，会引发招致许多问题。现将可能发生的主要问题陈述如下：1.1输送带在驱动或制动滚筒上打滑在减速期间，输送带上各点的张力分布发生变化，如果输送带在驱动或制动滚筒两侧的张力比发生了超过摩擦力允许的比值，输送带将在滚筒上打滑。
　　1.2输送带遭受剧烈的高张力减速期间，输送带在惯性力和弹性力的叠加作用下，可能在某点上受到很大的张力作用，严重时可能使输送带遭到破坏。
　　1.3输送带在张力很小的区域发生褶皱堆叠线路上有坡度变化的带式输送机，下凹段在减速期间，输送带的局部张力可能变成很小，在这种情况下，输送带将发生褶皱堆叠，不仅使物料洒落，再次启动时，如果不加处理，有可能将输送带拉断。
　　1.4重锤拉紧装置的重锤行程超限如果减速度过大，采取重锤拉紧的带式输送机，在减速时其重锤的行程可能超过限位，甚至将机架冲撞毁坏。
　　1.5串联相接的带式输送机，物料在转载点堆积两台串联相接的带式输送机，如果停车时间不一致，后一台输送机比前一台的时间长，前一台输送机已经停车，后一台还在运行卸料，物料将在转载点堆积。
　　1.6下运带式输送机可能发生输送带打滑、滚料、断带、飞车向下运料的带式输送机，如果减速度很大，在滚筒两侧的张力比超过摩擦力的允许比值，输送带将在滚筒上打滑；物料还可能在带面上向下滚动或下滑失控；过大的减速度还可能使输送带遭受巨大的张力而破坏；下运带式输送机，若减速停车控制不当，可能造成“飞车”（超速失控）。
　　2减速停车的运行方式大型带式输送机在减速阶段的运行方式主要受其减速度的制约，为了减小减速期间的惯性动力，输送带的减速度不能过大，应按不同的带速，对其减速运行的时间给以限定。应按满足规定的停车减速时间的要求，选择减速停车的运行方式有四种，即自由停车、减力停车、增惯停车、制动停车：2.1自由停车自由停车是在停车过程中不施加驱动力，靠阻力耗散掉输送机的运动能量后自动停机的停车方式。停车的减速度由输送机的工作条件决定：沿水平运输时，托辊的运行阻力小，其停车减速的时间就长。
　　沿倾斜向上运输时，由于物料的重力作用，使减速度很大，停车减速的时间短决定于倾角。
　　沿倾斜向下运输时，除倾角很小外，不能自由停车。
　　可否采用自由停车，视其自由停车时的减速度和减速时间是否在规定限度内，否则采用其它停车方式。
　　减力停车减力停车是逐渐减小驱动装置给出的驱动力，使输送机以给定的减速度减速停车，当自由停车的减速度过大或减速停车时间小于规定值时采用减力停车。
　　增惯停车增惯停车是在驱动单元上增加转动惯量，其实现方式是采用大惯量电机或增设飞轮。增加惯量的作用是延长动力系数的时间常数，在相同的作用力下减缓启动和停机过程的加减速度，达到减小输送带惯性力的效果。
　　2.4制动停车制动停车是外加制动力的停车方式。它与减力停车的共同特点是对输送机系统输入力，减力停车的输入力与输送机的运行方向相同；制动停车的输入力在输送机处于运行状态时与运行方向相反，在制动单元上制动力总是和制动滚筒的运动方向相反。
　　当自由停车的减速时间过长，影响工作时采用；或是因某种需要对减速停车时间有限制时采用。
　　下运带式输送机必须采用制动停车。
　　3减速停车的基本计算减速停车方式的选择，主要决定于对减速度的控制（或是说对减速时间的控制）要求，使之能安全运行。
　　由于输送带是粘弹性体，对带式输送机的运行分析计算有两种方法，一种是将输送带视作刚体，一种是将输送带视作粘弹性体对待。下面的基本计算是将输送带视作刚体的计算。
　　3.1自由停车的减速时间t用下式求算带部位直线运动的等效质量之总和；Fj输送机的运行总静阻力（圆周力）。
　　3.2减力停车驱动装置应给出的驱动力需要施行减力停车时，驱动装置应给出的驱动力Fdj用下式计算：减力停车最佳的减速特性f（v/t），由设计确定，应力求使输送带所受到的最大动应力最小。
　　3.3增惯停车加装的飞轮计算增惯停车在驱动装置的高速轴上需要加装的飞轮的转动惯性Jf及其变位到输送带部位的等效质量m「的关系如下：*减速器的速比；飞轮的等效质imf，按公式（1），将的减速时间t以给定的数值代入，求得相应的〈Zm〉值，此〈Zni>值与该输送机原有的各运动部件的质量变位到输送带部位直线运动的等效质量的总和之差值，就是需要增加的飞轮的等效质量11.据此等效质量mf，用公式（3）计算求出飞轮应具有的转动惯性Jf.然后按照转动惯性I设计所需要的飞轮。
　　3.4制动停车所需外加制动力的计算制动停车所需外加制动力F按下式计算：要求外加制动力后的停车减速时间。
　　制动轮上的制动力矩M7用下式计算：4制动器的分类与选择大型带式输送机系统从运行状态到停车的过程，巨大的机械能除由输送机的运行阻力消耗外，其余的能量都要由制动装置消耗，特别是下运带式输送机的速度控制所需的制动功也很大。如制动装置选择不当，导致制动装置损坏，闸瓦烧坏等事故。
　　带式输送机除可以自由减速外，也可外加制动力制动。
　　目前的制动方式可分为机械摩擦制动器制动、液力制动和电器制动三种制动方式。
　　4.1机械式摩擦制动器机械式摩擦制动器在带式输送机上应用的主要有：块式制动器，带式制动器和盘式制动器。机械摩擦式制动器可以提供必要的减速力矩和产生最后锁紧动作的功能，它是靠摩擦副之间的摩擦力的作用吸收运动能量进行制动，带式制动器由于受散热条件的限制，只能在小功率的输送机上单独采用。盘式制动器具有制动力矩大可调，动作灵敏，散热性能好，使用和维修方便，既可以在高速轴上也可以在低速轴上安装等优点。块式制动器具有结构简单，安装方便，成对的闸瓦压力互相平衡，使制动轮轴不受弯曲载荷等优点。值得注意的是，与块式自动器相比，盘式制动器的可靠性高，其原因是块式制动器是连杆串联的结构，当其中某一环节出现故障，将造成制动器的失效，可靠性低；盘式制动器是成组制动闸并联结构，若某一制动闸出现故障，其他制动闸仍然不会失效。
　　4.2液力制动液力制动有液力制动器和液压调压制动等方式。
　　液力制动器的构造原理类似于液力耦合器，液力制动器作为换能器，将机械能转化为液体动能，液力制动器可有效地限制带式输送机的“飞车”但液力制动器只能减速不能停车，必须配用机械制动器。
　　液压调压制动是将容积式油泵连接在输送机上，由主机拖动。当制动时，油泵将机械能转化为液压能，然后在控制阀的节流口上将液压能转化为热能，从而实现制动的目的。液压调压制动的主要优点是制动力矩正比于调定压力，与转速无关，可将转速制动到零而无需机械制动器，控制容易，系统简单，系统的散热性能好。
　　4.3电气制动电气制动有涡流制动、电动机反馈制动、动力制动和反接制动等方式。其中反馈制动是鼠笼型电动机的转速在其同步转速以上时产生的制动力矩，这种制动形式应用于电动机高于同步转速的向下倾斜输送机，由电动机发出的电能流回电网。
　　涡流制动器通过一个光滑的转鼓产生制动力矩，转鼓在由固定激磁线圈产生的磁场中旋转。当转鼓转动时，其表面产生涡流。涡流和磁极之间的电磁吸引力在转鼓上产生制动力矩与磁场电流和转鼓的转速成正比。制动力矩可以用控制系统进行无级调整。
　　在反接制动时，电流反向并产生反力矩。这个反力矩能使电动机反向转动。反接制动的能量变为热能释放出来。当电动机达到零速度时应切断电源，否则电动机将朝反方向加速。
　　动力制动是切断驱动电动机交流电源的同时，将直流电接入电动机的定子，使定子绕组产生静止磁场。正在旋转的转子切割磁场的磁力线，在转子回路中有感应电势和电流，产生电磁反力矩对输送机形成制动力矩。动力制动的力矩可调。
　　5制动器的选择在各种制动方机械摩擦制动器由于具有在断电时可以应用，可以转动，结构简单等优点，在输送机系统的制动设计时应首选这种制动方式。机械制动的最大缺点是制动过程的散热性能差，不适合于制动功过大和长时间连续工作。液力制动和电气制动可将输送机系统的机械能转化为其他形式的能，适用于制动功大和长时间连续工作的情形，特别是在下运输送机上。
　　为了确定输送机是否需要制动，必须考虑系统的平稳停车和停车的时间要求；对于输送机系统，给料输送机的停车时间要比受料输送机停车时间短。
　　当系统断电时，系统只能是自由停车或制动停车。为满足停车顺序的要求，需考虑缩短或加长输送带的停车时间。
　　缩短停车时间采用的方法是给输送机施加制动力。为避免倾斜输送时的物料下滑和输送带的张力过大，也不允许对输送机施加过大的制动力。
　　当停机时间过短，减速度过大时需要延长输送机的停车时间，采用的方法是在驱动装置上增设飞轮。飞轮的作用是在输送机启动过程吸收一部分驱动系统的能量，可以避免启动加速度过大。在停车过程中释放吸收的能量，延缓输送机的停车，起到延长停车时间的作用。但对长距离带式输送机作用不明显。
　　一般小型输送机采用标准中的设计方法选用制动装置可满足要求。大型输送机的制动，应该采用选型设计，动力学分析等进行设计。
　　经过以上分析，制动方式选择的优先顺序依次为：自由停车，机械摩擦式制动器，液力制动或电气制动。