矿用提升机盘式制动器的设计_邱冰静

1、第32卷第07期2011年07月煤矿机械CoalMineMachineryVol.32No.07Jul.2011矿用提升机盘式制动器的设计邱冰静1，冯琪2，李婷3（1.中国矿业大学机电学院，江苏徐州221008；2.博耳（无锡）电力成套有限公司，江苏无锡214187；3.中国矿业大学化工学院，江苏徐州221008）要：提升机作为煤矿生产中的关键设备，在矿井机械化生产中占有重要的地位。针对JK型（2JK-3/11.5）提升机，对其制动系统中的盘式制动器进行设计分析。液压盘式制动器作为最新一种制动器，具有制动力矩易调整、结构紧凑、通用性好、安全可靠性高等优点，对提升安全有重要意义。关键词：提升机；

2、制动系统；盘式制动器中图分类号：TD52文献标志码：A文章编号：10030794（2011）07000703摘DesignandAnalysisofDiscBrakeforMineHoistQIUBingjing1，FENGQi2，LITing3（1.SchoolofMechanicalandElectricalEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221008,China；2.BOER（Wuxi）PowerSystemCo.,Ltd.,Wuxi214187，China；3.SchoolofChemicalEngineer

3、ingandTechnology，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221008，China）Abstract:Coalmineupgradingequipmentasthekeyequipmentholdsanimportantpositioninmechanizedproductionofthetime.ThediscbrakeofthebrakingsystemforJKtype(2JK-3/11.5)hoisthavebeendesigned.Asthelatestdevelopmentofabrake,hydraulicdiscbr

4、akeshavemanyadvantagessuchaswitheasytoadjustthebrakingtorque,compactstructure,commongood,safeandhighreliability,isimportantinenhancingsecurity.Keywords:hoist;brakingsystem;discbrake1盘式制动器的结构及工作原理盘式制动器的结构如图1所示。所特别需要的。从安全角度考虑，本设计的制动系统由8副盘形制动闸组成，平均分配布置在滚筒的两端，每端4副，其布置如图2所示。在其中一组盘形闸油路中接入一个单向节流阀，当制动时这组盘形闸

5、比第1组没有接单向节流阀的盘形闸的动作时间要稍微延后一点，这样就实现了二级制动，使提升机制动减速度符合煤矿安全规程的要求。图1盘式制动器结构12212341.盘形闸2.进油管3.分配器4.支座盘式制动闸的工作原理：以弹簧力制动，靠油压松闸。当制动时（压力油失压）在碟形弹簧的张力作用下，迫使活塞向前移动，通过调整螺钉，活塞杆将滑套推出，使制动块与滚筒上的制动盘接触，产生制动。当油缸内充入压力油后，压力油推动活塞向右移动，压缩弹簧，并通过调整螺钉带动活塞杆向后移动，此时在2个弹簧的作用下，通过螺钉使制动块也向后移动，离开制动盘实现松闸。盘式制动系统的特点：有多副盘形闸在同时工作，如4副、6副或更多

6、副。假使其中1副盘形闸失灵，只丧失部分制动力矩，因而一般情况下仍可闸住提升机。这种制动装置都使用弹簧施闸，即使控制系统零件损坏，管路破裂，均可自动施闸，属于“失效安全”系统，安全可靠性高。这是矿用提升机图2AB3制动系统盘式制动闸分布1、2.盘形制动闸3.单相节流阀2制动器参数计算2.1计算条件提升机盘式制动器设计的原始参数：提升机卷筒半径R/m提升机的最大静张力差Qcmax/kN闸瓦与闸盘的摩擦系数制动器的摩擦半径Rz/m1.579.420.371.582.27工作状态下所需制动力Vol.32No.07矿用提升机盘式制动器的设计邱冰静，等第32卷第07期根据煤矿安全规程第398条规定，制动器

7、最大工作静态制动力矩21n1式中盘闸内蝶形弹簧的片数。n1从碟形弹簧线性度考虑，要求单片弹簧的最大变形量不超过0.75h0，因此有Mz3Mimax=357.39kNm式中（1）最大静载荷力矩，Mimax=QcmaxR。Mimax因制动系统采用8副盘形制动闸，故每一副制动闸的制动力矩1+20.75h0M=44.68kN即2.3盘式制动器额定正压力计算如图3所示，活塞承受3个轴向力：碟形弹簧推力F2；压力油作用产生的推力F1；活塞运动阻力F3。123油压pN+10.75h1带入参数解得n14.074，从可靠性及安全角度考虑，取蝶形弹簧的数量n18。42.5制动器液压缸的结构与设计计算（1）初选液压

8、缸的工作压力根据闸盘所受正压力及液压缸用途，参考同类NNF1F2型液压缸数据，初取液压缸工作压力为8MPa。（2）缸筒设计计算当液压缸的理论作用力F及供油压力p为已知时，则活塞杆侧的缸筒内径闸瓦间隙图3盘式制动器力学原理图1.制动盘2.闸瓦3.活塞4.弹簧施闸时，正压力N=F2-F1-F3松闸时，正压力（2）（3）式中×10-3=105mm供油压力，MPa；pD=姨（8）N=F2-F1+F3所有盘闸在提升机卷筒上产生的制动力矩（4）式中闸瓦与闸盘的摩擦系数，其值可进行实测，一般=0.350.45，常取=0.37；制动闸副数。n由式（4）可知Mz2NRzn液压缸理论作用力FFF；t活塞

9、杆上的实际作用力；F0负载率，一般取0.50.7；液压缸的总效率，t=mvd，取t=0.92。t结合碟形弹簧的选型，查机械设计手册，按液压缸内径系列表圆整并取标准系列，选取D=125mm，缸筒外径D1=152mm。N=M=38209N2Rzn2.4（5）碟形弹簧的选型计算碟形弹簧在机械产品中的应用越来越广泛，在很大的范围内，碟形弹簧正在取代圆柱螺旋弹簧。碟形弹簧的刚度和强度与碟片外径D、内径d、碟片厚度t、碟片内锥自由高度h0等参数有很大关系。根据JB/T3812-1999，初选P100×6.0型碟形弹簧。单片弹簧的刚度f-3h2-3f2+1=27011N/mm（6）t2t与C值相对

10、应的系数，取7.13×10-7；单片弹簧的刚度，N/mm；K碟形弹簧在最大载荷（即松闸）时的变f形量，mm。33.1制动器的强度校核制动力整定计算当闸瓦与闸盘分离之后，弹簧力F2=N+Kn1故盘闸活塞上的液压推力3K=th0F1=N+K+F3=46532N1实际计算中，可近似取F30.1N（9）式中3.2液压站油压整定计算液压站最大油压pm=式中制动时，每片弹簧的预压缩量4F=4.35MPa（Dg2-dg2）1N按对合的组合形式，得单片弹簧的压缩量（取闸瓦与闸盘之间间隙1mm）制动器油缸直径；Dg活塞柱销杆直径。dg一般情况下，A组制动器全部产生制动力矩，B组在一级制动中只施加50左

11、右的制动力矩。B组8第32卷第07期2011年07月煤矿机械CoalMineMachineryVol.32No.07Jul.2011双作用压滤机滤板压紧系统受力分析及优化设计张芦岩（徐州天科机械制造有限公司，江苏徐州221000）摘要：简要介绍了双作用压滤机的工作原理、组成结构，重点对滤板压紧系统作了受力分析，并提出了优化设计方案。关键词：压滤机；压紧系统；压紧力；优化设计中图分类号：TD52文献标志码：A文章编号：10030794（2011）07000903DualActionFilterPressFilterBoardPressureSystemForceAnalysisandOptimi

12、zationDesignZHANGLu-yan（XuzhouTiankeMachineManufactureCo.,Ltd.,Xuzhou221000，China）Abstract：Theworkingprincipleandstructureofthedualactionfilterpresswereintroduced,focusingonfilterboardcompactionsystemforceanalysis,andputsforwardtheoptimizeddesign.Keywords:filterpress；compactionsystem；compactionforce

13、；optimizationdesign双作用压滤机工作原理MSYZ系列双向双作用煤泥专用压滤机，主要用于煤矿水仓煤泥的清挖和处理。为实现工作效率高、滤饼含水率低，煤泥专用压滤机采用机、电、液一体化设计、双工作区一体框架式结构，通过滤板压紧、进料、过滤、自动拉板卸料等各道工序实现煤泥的固液分离。系统根据结构划分为压滤机主体、压滤泵、液压泵站三部分。液压泵站为本系统提供控制和动力液压油，驱动压滤泵将煤泥水输送到压滤机主体中，煤泥水在压滤机主体中实现固液分离，最后通过皮带延伸架将煤泥饼运送到矿车上。2滤板压紧系统的受力分析压紧系统采用液压压紧，四缸双向作用完成滤1板压紧的动作后，操纵马达控制阀，在驱

14、动马达的带动下，压滤泵将缓冲搅拌罐的煤泥压入双作用压滤机，通过滤布将水分滤出，煤泥压缩成饼状固体，从而实现煤泥水的固液分离。压滤机双作用工作区的结构简图如图1所示。1234567891011p压滤机工作区结构简图1.固定压板12.固定滤板3.移动滤板4.上主梁5.下主梁6.油缸座板7.油缸组件8.移动压板9.盲孔滤板10.油缸阴阳接头11.固定压板2图1!制动器回油油压控制的溢流阀压力的调整值约为5结语p11（pmpc）实际工作中的制动器，仍要根据实测的二级制动曲线和减速度实测值来调整溢流阀压力预定值。本文通过具体实例，对提升机制动器进行了设计。液压盘式制动器克服了角移式和平移式制动器的缺点。

15、此外，盘式制动器选用高可靠性液压站以进一步提高制动系统的可靠性。参考文献：1彭佑多,张永忠，刘德顺，等.矿井提升机的安全可靠性分析与设计J.中国安全科学学报，2002（6）：32-35.4制动器工作可靠性评定制动器的工作可靠性是固有可靠性和使用可靠性的综合反映。制动器的工作可靠性Rw=RIRA式中制动器的固有可靠性；RI制动器的使用可靠性。RA（13）2葛世荣.矿井提升机可靠性技术M.徐州：中国矿业大学出版社，1994.3张复德.矿井提升设备M.北京：煤炭工业出版社，1980.4孙素娟.提升机盘形闸现状及碟形弹簧试验分析J.煤炭技术，保证制动器固有可靠性的主要维护工作包括调整制动闸瓦与闸瓦间隙，控制闸盘的污染以及整定液