带式输送机用盘式制动器工作原理

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 一、盘式制动器组成

带式输送机的制动器一般安装在传动系统的低速滚筒端。盘式制动器由制动头、制动盘、液压站、站用电控箱及相关连接液压管路系统组成。基本工作原理：制动器内部的机械碟簧组提供制动力，液压站提供松闸力。作为制动系统的执行部件，制动器为常闭型，即系统失电时，制动器处于制动上闸状态；液压站作为制动系统的动力源为制动器的松闸提供动力。
 

二、盘式制动器制动头的工作原理

盘式制动器制动头原理见图1。
 

1)制动器松闸。当制动器液压站电源接通时，电磁阀得电，齿轮泵提供压力油克服机械碟簧力使制动器打开，完成制动器的松闸过程。

2)制动器上闸。制动器液压站电源断电时，电磁阀失电，机械碟簧力使液压油回油箱，实现制动器上闸。

三、盘式制动器制动力矩影响因素

假设盘式制动器处于理想的工作状态。当油缸进入最大的油压力Pmax时，此时碟形弹簧的压缩量较大，闸瓦与制动轮之间的间隙最大，油压力与弹簧压缩量的关系为：

PmaxA=KXmax(1)

式中，Pmax为进入油缸最大油压力，单位：MPa；A为制动油缸的有效面积，单位：mm2；K为碟形弹簧的刚度，单位：MPa；Xmax为碟形弹簧的最大压缩量，单位：mm。

当系统的油压力达到完全制动油压，即系统残压，碟形弹簧的压缩量最小，闸瓦与制动轮紧密接触，产生最大制动力，即制动状态：

Fmax=KXmin—PeA(2)

式中，Fmax为最大制动力，单位：N；X为碟形弹簧的最小压缩量，单位：mm；Pe为系统的残压，单位：MPa。

当系统油压力P在Pe≤P≤Pmax之间变化，碟形弹簧的压缩量x在Xmin≤X≤Xmax时，产生的制动力为：

Fb=KX—PA(3)

式中，Fb为盘型闸产生的制动力，单位：N；X为碟形弹簧的压缩量，单位：mm；P为系统的油压，单位：MPa。

工作中为了不使制动盘产生附加变形，不对主轴产生附加轴向力，盘型制动器一般都是成对使用，每一对称为一副，对称分布在同一圆周上。设有n副制动器，则盘型制动装置产生的最大制动力矩为：

Mmax=2nμFmaxRa(4)

其中，Mmax为盘型制动装置产生的最大制动力矩，单位：Nm；n为盘型制动器的副数；μ为闸瓦的摩擦系数，一般取0.4；Ra为平均摩擦半径，单位：mm。

将(2)代人(4)可得制动力矩：

Mmax=2nμRa(KXmin—PeA)(5)

由(5)可知，盘型制动装置产生的最大制动力矩与制动器的副数n，摩擦系数μ，平均摩擦半径Ra成正比，与碟形弹簧的刚度K成正相关。

四、提高带式输送机制动力的技术

由以上分析可知，适当增加盘式制动器的副数、闸瓦的摩擦系数和碟形弹簧的刚度或增加制动盘的半径，都可以增加整个装置的制动力矩，提高制动效果。

摩擦系数及制动半径是一定的，因而制动力矩的实际值取决于实际的正压力值。制动器的正压力源自一组机械碟簧力，而组成碟簧组的碟簧数量也会直接影响碟簧组的工作力矩。在相同力矩的条件下，建议应尽可能的选择刚度好的品牌碟簧和碟簧组数较多的制动器。

综上所述，盘式制动器是当今机械制动的发展方向，随着现代化大型煤矿的建设，大功率、长距离、大运量、上运及下运大倾角带式输送机的研制应用，盘式制动器在煤矿带式输送机中将会得到更广泛的使用。