YZQ型液压调速制动器在下运带式输送机中的应用

YZQ型液压调速制动器在下运带式输送机中的应用2009-6-1 22:12:11邢 蕾供稿摘 要：通过几种下运带式输送机制动系统的对比，介绍我所专利技术YZQ型液压调速制动器的优势与特点。关键词：YZQ型液压调速制动器；下运带式输送机；制动技术Application of YZQ Hydraulic Speed Regulating Brake in Downward Belt ConveyorXING Lei（Beijing Materials Handling Research Institute，Beijing 100007，China）Abstract：Through contrasting some kinds of break systems used to the downward belt conveyor，this paper abstract characteristic anddominant position of YZQ hydraulic speed regulating brake。Key Words：YZQ hydraulic speed regulating brake； downward belt conveyor； break technique0 前言 下运带式输送机与平运带式输送机的运行工况是不一样的。电力拖动方面：平运带式输送机正常运行时，电动机处于电动工况，即电动机拖动皮带机运转；下运带式输送机正常运行时，物料通过皮带拖动电动机运转，电动机处于发电制动工况，即电动机输出制动力矩来平衡皮带上物料下行力矩。失电工况方面：平运皮带机失电后可以自然停车，而下运皮带机失电后由于物料的机械能很大，皮带不但不会停反而会加速下行，发生“飞车”。所以，制动装置对于下运带式输送机尤为重要。YZQ型液压调速制动器是北京起重运输机械研究所近年来专为下运带式输送机研制的制动设备。由于它具有可控匀加速软启动、可控匀减速软制动、超载限速、停电应急软制动等功能，使其特别适用于工况复杂的下运带式输送机系统。该制动器能保障下运胶带安全可靠运行，且寿命长，维护简便。目前，已经被煤矿、水泥厂、水电站等领域广泛采用。1 液压调速制动器的结构特点YZQ型液压调速制动器实际是一个小型液压站主要由制动装置、油箱、电控柜3部分组成，其中制动装置是由柱塞式变量泵及压力、流量控制系统等构成，是核心部件，如图l所示。其全部工作机构均密封在坚固的壳体内，浸泡在工作油液中。壳内油液既漏不出，外面尘土也不易侵入，这对多尘的现场非常适用。整套装置没有任何干摩擦面，不会产生摩擦热和火花，所以同样非常适用于煤矿井下。全套设备集制动装置外形中布置，外形尺寸小，现场安装极为方便。2 几种下运制动系统进行的比较目前，我国应用的几种下运带式输送机制动系统主要有：电力动力制动系统、液力制动系统、液压调压制动系统、液压调速制动系统等。电力动力制动的主要问题是国内缺少防爆电器的配套件，而且其造价较高；整个电力动力制动系统的体积庞大；并且其有一个致命弱点是无法解决停电应急保护制动的问题。液力制动系统的突出优点在于其转换元件（液力制动器）的工作性能：有油则合（投入制动），无油则分（退出制动）。由于定子和转子间没有摩擦，所以其使用寿命较长。但是它同电力动力制动系统有一个共同弱点，即其制动力矩与转子的转速有关，当转速为零时，制动力矩也变为零， 因此，必须同机械闸一起配合使用。在实际使用时，应该用液力制动消耗掉下运制动的大部分机械能，待主机的高转速减至低转速时，才使用机械闸。但是这样就带来一个新问题，一般的机械闸的结构均是失电上闸式的，如果事故停电，那么机械闸瓦会自行合上，此时，液力制动器还来不及耗能，大部分的能耗将由机械闸承担。这样将产生高温。液压调压制动系统的主要优点是制动力矩正比于调定压力与转速无关，所以可将转速制动到零而不需配机械闸，控制容易、系统简单。而且，油液在系统内循环流动，系统的散热性能较好。但其缺点是液压调压制动系统的压力如果确定后系统将输出一个不随主机转速变化的恒定制动力矩，这样就无法控制胶带机的减速度值，即无法实现可控软制动。从上述的电力动力、液力、液压调压3种制动方案的比较可以看出：虽然它们采用各自不同的能耗制动原理但有一个共同特点，即制动器自身的可控输出量均为力矩值，然而我们的目的是要控制胶带机的启动加速度值和制动减速度值从而实现可控软启动、可控软制动。为更好地解决这个问题，液压调速制动方案就显出其独特的优越性。在YZQ型液压调速制动器控制原理中有两个近似正比的关系：下运带速度正比于油路流量；制动力矩正比于油路压力。所以控制胶带机减速度值就转化为控制系统的流量变化。YZQ型液压调速制动器流量控制系统采用了电液比例调速阀，该阀的特性是流量不受油路中压力变化的影响，只正比于其控制电流。因而，能够保证在载荷量大幅度变化（即油路压力变化）时，下运皮带机的启动加速度和制动减速度基本为一恒定值。3 YZQ型液压调速制动器主要性能特点31 可靠的防爆性能YZQ型液压调速制动器采用流体节流耗能（即液压制动），整套装置没有干摩擦面，所以工作时不会产生高热和火花，散热系统可以保证任一机件的表面温度小于IO0，工作油温度小于8O；电器部件均采用经国家检验合格的防爆元件，所以，可用于任何瓦斯等级的井下煤矿。32 优良的工作性能YZQ型液压调速制动器是通过控制信号。电流变化进而控制电液比例调速阀的流量。流量的变化直接影响下运胶带的带速。所以输入如图2所示控制电流就可保证启动加速度和制动减速度为定值，不受下运带载荷量大小的影响。输送带上的载荷在空载直至满载的任意工况下，制动减速度和启动加速度都可以控制在一定范围内。在正常工况下，制动力矩随输送带上载荷量的多少可以实现自动调整，变化范围为最大制动力矩的15-100。3.3 功能全面YZQ型液压调速制动器除对下运输送带除具有可控软启动、可控软制动功能外，还具有停电应急保护制动、超载限速等功能。由于其备有微型应急电源，所以可保证当下运胶带遇突然停电事故时，制动器仍能够自动反应实施停电应急保护制动，此时减速度控制功能完全与正常制动工况时相同。如遇超载（即超速）情况油泵转速受调速阀流量限制，只允许在其最大转速附近。超载部分的能量由阀El节流产生热量随油液流动散逸掉，因此，能有效的保护电动机安全运行。34 使用寿命长YZQ型液压调速制动器由于在带式输送机正常运行时处于卸载空转状态，所以油泵使用寿命长只要保持油液清洁，基本不需要日常维护，整机使用寿命多数可达10年以上。综上所述，YZQ型液压调速制动器是目前国内最理想的下运带式输送机的专用制动设备。4 YZQ型液压调速制动器的应用到目前为止，我所生产的YZQ液压调速制动器在煤矿、水泥厂、水电站等领域已得到了广泛的应用，均受到好评。举例如下：41 煤炭行业山西古交矿区镇城底煤矿、吉林省珲春煤矿、宁夏灵新煤矿、四川广安蔡山洞煤矿、重庆綦江渝阳煤矿等。42 水泥行业都江堰拉法基水泥厂、四川峨眉水泥厂、铜陵水泥厂、云南红塔集团水泥厂、河南平顶山瑞平水泥有限公司、本溪交通水泥厂等。43 水利水电行业二滩水电站、重庆中水八局彭水水电站、云南中水四局金安桥水电站等。参考文献1l 1 鄂大辛液压传动与气压传动【M】北京：北京理工大学出版社,20072左建民液压与气压传动【M北京：机械工业出版社，20053林建亚，何存兴液压元件【M】北京：机械工业出版社，19984王春行液压控制系统MI北京：机械工业出版社，20065 李光布带式输送机动力学及设计 E京：机械工业出版社，1998