煤矿下运带式输送机的制动控制系统分析

添加人：admin 发布时间：2015/10/19 15:44:31 来源：中国破碎机网

　　工业技术煤矿下运带式输送机的制动控制系统分析张讳（中煤建安第七工程处太原式输送机取代，现代化煤矿采煤生产过程中采用大功率、远距离带式输送机的愈来愈多。制动装置是下运带式输送机的关键设备和控制系统之一。近年来，随着我国下运带式输送机的不断发展，制动技术也在不断提高。
　　下运带式输送机是大多数现代工业化煤矿生产中的一种重要的远距离运输专用设音，下运带式输送机在正常保养期内的可靠、平稳、经济运行对保证煤矿正常、安全、高效生产有着重要的意义。目前下运带式输送机常用的制动系统有机械闸块式制动，电磁动力式制动，液压制动和油马达伺服缓式制动等。就国内煤矿普遍情况看，电磁动力制动投资少、性能较稳定，一方面是制动系统结构简单，另一方面是煤矿生产环境对电磁动力制动影响t比较小，其缺点是在生产过程中如果遇到突然断电将导致制动系统无法工作，在实际生产过程中这种情况并不少见；从制动系统的复杂程度方面看，液压制动系统相对复杂，并且在下运带式输送机系统转速较低的情况下制动力矩迅速减小，其制动效果比较理想，缺点是缓冲时间略长一些；而对于机械闸块制动，由于机械闸块材料、加工精度、下运带式输送机工作环境、磨损程度等诸多因素都可能使其会产生火花、烧灼、点蚀现象，不仅对下运带式输送机制动效果产生影响，而且对矿井生产安全产生危害，因而液压制动就显得越来越有优势。
　　1煤矿下运带式输送机制动控制系统的原理及基本构成L1制动控制系统的原理现代下运带式输送机的特点是输送距离长、输送量大、连续不间歇工作，所以大功率的下运带式输送机在大多数煤矿得到广泛应用，而选择大功率下运带式输送机的基本原则是：工作平稳、使用寿命长、制动性能良好、便于维护保养、安全性能优良。而制动性能的好坏，直接影响着下运带式输送机的安全与可靠运行，是选择设音的重要因素之一。其制动效果主要体现在以下几个方面。
　　制动力矩小，制动力矩可控，制动过程必须是匀减速平稳降致零，力距消失。
　　系统具有断电机械自锁的可靠制动性能作为保障。
　　具有可选择的小范围制动功能。
　　具有重载起动制动力矩零速保持功能。
　　具有多机同时制动力矩相互平衡作用。
　　具有良好的井下防爆性能。
　　零配件通用性好，配件易得，价掐便宜。L2制动控制系统的基本构成煤矿下运带式输送机的制动控制系统主要包括控制系统、制动系统、皮带输送机传动系统和倍号传感反馈系统。当控制系统接收主控倍号，要求液压制动器换向阀实施制动换向，即向皮带输送机传动系统输出一个油马达反向制动力矩，则控制系统也同时发送一个控制电倍号，然后由电倍号传感系统反馈工作速度倍号及反向制动倍号到控制系统中，控制系统即可按一定的指标来实现对力矩的调节功能，使皮带输送机传动系统的制动满足工况要求。
　　2制动装置的功能与作用目前下运带式输送机的制动技术比较成熟，各种制动方式的制动系统均己形成标准系列，己应用和开发成功的大功率可控制动装置主要有：盘式制动器，液力制动器、液压制动器和粘液可控制动器。但对于煤矿工作环境而言，液压油马达制动系统更为有利。2.1盘式制动器盘式制动器又称为碟式制动器，顾名思义是取其形状而得名。它由液压控制，主要零部件有制动盘、分泵、制动钳、油管等。
　　制动盘用合金钢制造并固定在机械的主旋转轴上，随机械转动。分泵固定在制动器的底板上固定不动。制动钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧。分泵的活塞受油管输送来的液压作用，推动摩擦片压向制动盘发生摩擦制动，动作起来就好象用钳子钳住旋转中的盘子，迫使它停下来一样。这种制动器散热快，重量轻，构造简单，调整方便。
　　特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭，对环境要求不高。
　　当然，盘式制动器也有自己的缺陷。例如对制动器和制动管路的制造要求较高，摩擦片的耗损量较大，成本责，而且由于摩擦片的面积小，相对摩擦的工作面也较小，需要的制动液压高。
　　液力制动装置液力制动器实质上就是一个涡轮油驱动马达，通过指令性倍号在旋转的不同方向产生高速液流和液压产生巨大的阻力矩，使带式输送机减速运行的液力产生偶合作用。它可以同时通过调整不同方向的或单向充液量来改变制动力矩的大小，实现下运带式输送机的可控制动功能。主要由系统油泵及控制系统、涡轮油马达的液力制动偶合器和液压冷却控制系统组成。当带式输送机正常运转时制动油马达反向油腔内不充液压，需要制动时由控制系统发出制动指令，将液体输入反方向，并根据制动强度给与要求的压力，并根据所充入液体量和液体压力来调节其制动力矩的大小。当下运带式输送机正常工作时，油马达制动制动系统反正方向液力处于零状态。
　　液压制动装置在液压制动装置中分为液压调压制动与液压调速制动两大类。
　　它的工作原理是将容积式油泵连接在带式输送机主驱动轴上，主机工作时拖动容积式油泵同步旋转。当制动时，油泵将机械能转变为液压能，通过调节泵出口压力的大小实现调整主传动轴的制动力矩的大小，从而实现带式输送机制动目的。
　　液压调速制动器，也称之为液压调速制动装置，目前是煤矿下运带式输送机的主要制动方式之一，它有设音辅肋启动或过载保护功能。煤矿下运带式输送机应用液压调速制动器的主要目的是制动平稳、不需要系统冷却器，同时能够解决高压大流量液压回路的调速和压力冲击问题，制动效果显现出匀减速，制动力距也是均匀递减，这对下运带式输送机整体性能和使用寿命都十分有利。
　　粘液可控制动装置液粘可控制动装置工作原理与液体粘性可控软起动装置相同。它是利用机械式摩擦片在粘性液体中的摩擦力来传递和改变力矩方向、增加阻力的。为适应煤矿生产环境的要求，以及带式输送机各项制动性能要求，液粘可控制动装置采用封闭式结构。正常工作状态下，镶嵌在主动轴上的摩擦片与主动轴同时旋转，而正常工作状态下从动摩擦片是不动的。当改变控制油缸中的油压大小，就可以调节主、从动摩擦片之间的压紧力，使得主、从动摩擦片之间产生摩擦力，从而改变主动摩擦片与从动摩擦片间的摩擦力矩，最终实现带式输送机各项制动指标要求。在制动过程中，制动力矩随油膜间隙的减小和压紧力增大而增大，随制动速度的降低而减小。所以在制动过程中，应不断地减小油膜间隙，才能保证一定的制动力矩。液粘可控制动装置结构简单：能提供可调的、平滑的、无冲击的制动力矩；可以用一个液压站同时进行多台制动；带式输送机过载时能实现自动过载保护功能；粘液可控制动装置具有使用安全可靠，制动力矩冲击小，良好的使用效果；液粘可控制动装置的主、从动摩擦片都在粘性润滑油中工作，它是通过润滑油来进行冷却散热，可以节省冷却用水，节省了运行费用和维修工作量，延长机械的使用寿命。所以，液粘可控制动装置是目前较好的煤矿下运带式输送机制动装置，特别适合应用于长距离、大功率的34科技资讯工业技术10kV开关柜的发展和应用潘玉冬王巍（沈阳工业安装工程股份有限公司沈阳1990年前后，天津地区城市电网中的10kV开关柜大多为GC-IA（F）固定式、半封闭式开关柜，是在80年代初由敞开式开关柜改进而来。如我公司1994年施工的物理研究所10kV变电室工程中的8台10kV开关柜，大成五金厂10kV变电室工程中用了8台GG~1A开关柜，其特点是：柜体竞阔高大，结构清晰，检修维护简单。此型号的开关柜己有几十年的生产史，产品性能可靠，半封闭便于巡视观测，并用在母线检修时挂接地线方便。经过长期的运行实践证明，此种开关柜运行、维护均安全可靠。但此开关柜的主要缺点是柜体较大，分断能力差，对于市区寸土寸金的地方，己经不适合了，大约在九十年代后期己被逐步淘汰。手车式开关柜是一种移动式开关柜，落地式的是手车式，中置式的是抽屉式。这种形式的开关柜检修时只需更换手车，可缩短停电时间，适用于负荷较重要或建筑面积较小的场所。我公司承建的位于和平区南京路国际商场与吉利大厦之间的国际商场10kV变电站的10kV开关柜就选用了落地式手车柜。由于这个站是后续工程，所以规划面积较小，整个站是个三层建筑，由于商业供电的可靠性非常重要，营业时间不能间断所以选择了这种手车柜。这种开关柜的特点是：运行安全可靠，投资省、维护简单。手车开关柜为全封闭移动式，小车可拉出检修、可互换，因而安全可靠；采用弹簧操作机构，可用一般的交流电，因而价掐相对低廉；采用真空断路器免维护；具有五防联锁功能，当电气回路有误操作时，断路器能自动分闸；断路器在合闸位置时接地刀闸不能合闸。但是我们在施工中发现，由于其五防功能和全封闭特点，在未合上接地刀闸前无法打开后盖，无法验电。而且在此站运行后用户自行维护时，发现当手车柜沿地面拉出，开关柜前必须放置绝绿地毯，导致手车进出非常不便。而且此型柜的安装调试工艺较复杂，在施工中逐步被淘汰。10kV环网开关柜。10kV环网开关柜是能实现环网供电的一种开关柜。它是由工厂按固定组合要求组装而成，适用于短路容量为500MVA以下的城市配电网中，用来连接和保护25~2000kVA的变压器，也可作为配电设音之用，还可以作为箱式变电站高压侧电源设音。此柜一般具有闭锁和带电显示装置。按柜内绝绿介质不同分为空气型和六氟化硫型。
　　按柜体结构不同分为三回路单元、四回路单元和多回路单元。常用的功能单元有线路负荷开关、变压器保护（保护方式有熔断器负荷开关、组合式熔断器负荷开关和断路器），母线（电缆）进、出线（带或不带电压互感器），计量单元（包括电流和电压互感器和接地开关）等。三回路单元是环网开关柜的典型结构，即由两个线路负荷开关单元和一个变压器保护单元组成。六氟化硫环网开关柜，除熔断器单独装在一个密封金属外壳内和操动机构位于箱壳板以外，其他所有功能回路和导电部分都装在一个充以0.1MPa表压的六氟化硫气体的金属密封箱内，结构紧凑，体积小，且不受外部环境影响。有的产品仅采用SF6负荷开关，其他主回路部分采用固体绝绿材料封闭，也可大大缩小环网开关柜的体积，且价掐又较便宜。随着城市电网中电缆配电结构的优化，2000年以后我们在天津地区电网改造施工都是采用环网结构及多回路配电的开闭所、开闭站模式，SF6全绝绿开关柜具有全封闭、免维护、尺寸小、性能优异、安全可靠的特点，深受用户的欢迎。环网柜由最初的空气绝绿环网配电单元发展到紧凑型SF6环网配电单元，最近又发展到可扩展的SF6全绝绿环网柜和多回路配电柜，使SF6全绝绿开关技术取得了长足的进步和发展。特别是计算机技术、电子技术、传感技术、光纤通讯等技术应用于环网柜和多回路配电柜中，使产品更加小型化、智能化。我公司2007年承建的住宅小区配电工程中，变电室的10kV开关柜均采用了SF6全绝绿环网柜UhiSWtch系列。如河北区海韵家园小区内的2个变电室就分别采用了6面和9面UhiSwitch系列柜，分别带2台和3台800kVA干式变压器。河东区津滨大道南侧的俊东公寓住宅小区内的变电室选用了10面UhiSwitch系列柜带4台1000kVA的干式变压器。目前在建的河北区月云公寓小区内的变电室选用了9面UhiSwitch系列柜带3台1000kVA变压器。
　　SF6全绝绿环网柜和多回路配电柜有如下技术特点：①柜体小。使用三工位旋转式负荷开关，有效减少零部件数量，实现了机械五防联锁。真空断路器充以SF6绝绿气体使整体结构更紧凑；限流熔断器也向小型化发展，两者结合，柜体越来越小。②绝绿性能高。
　　柜体采用密封不锈钢外壳铠装结构，母线室、开关室、电缆室之间均有金属隔板，全绝绿结构的一次部分防护等级可达IP67.气密性非常好，用气量少，可保证30年不漏气，符合环保要求，户内、户外，地下，半地下变电所均可使用。③模块化设计。各单元模块可任意组合和扩展而无需充放气，便于方案组合及高压计量的设计，适用范围广。④操作机构可靠耐用。柜内操动机构采用耐腐蚀金属，转动部分的轴承均为自润滑设计，产品不受环境影响，免除定期保养，并与外界连接方便，这样使操作功小、可靠性高、寿命更长。⑤便于改造。柜内扩展母线采用插式硅胶连接器，全绝绿和屏蔽，确保导电可靠性，组合连接及扩展方便，便于用户或变电所增容改造。⑥电缆头联接方式安全可靠。柜内连接电缆终端部分采用预制式硅橡胶绝绿的电缆终端在正面插接，免除了柜体小带来的电缆安装不便的缺点。检修时可拆卸、能快速恢复、安装方便。
　　外表面用新型半导体材料作屏蔽层，运行时外表面接地，不受潮湿、凝露、灰尘、污秽的影响，安全性更高，免维护。基于10kV六氟化硫环网柜和多回路配电柜的以上优势特点，其正被越来越多的城市供电网络采用。其各项技术也将在实践应用中得到更长久的发展和进步。