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1、SHANXIMEITANGUANLIGANBUXUEYUANXUEBAONo.22003矿井提升机盘闸制动器性能参数的分析确定赵振保(山西省煤炭工业学校,山西太原030031)摘要:以矿井提升机盘式制动器为研究对象,对其在全制动状态、松闸状态和制动(抱闸)状态进行受力分析,得出影响制动力矩的因素,从而分析研究出性能参数的确定方法,对矿井安全生产具有指导作用。关键词:矿井提升机;盘闸制动器;受力分析;性能参数中图分类号:TD53文献标识码:A文章编号:1008-8881(2003)02-0044-03供必要的理论依据。一、引言盘闸制动系统是应用于矿井提升机上
2、的新型制动系统。二、盘闸制动器的工作原理它具有结构紧凑、重量轻、动作灵敏、安全性好、便于矿井提升盘闸制动器是由蝶形弹簧4产生制动力,靠油压松闸的。自动化的优点。盘闸制动系统包括两部分:盘闸制动器和液当压力油充入油缸,推动活塞压缩蝶形弹簧,筒体和闸瓦在回压站。盘闸制动系统主要用于控制提升机的正常停车、工作复弹簧和拉紧螺栓的作用下一起右移,闸瓦离开制动盘,呈松制动和安全制动。就目前使用状况来看,提升机发生的事故闸状态。当油缸内油压降低,蝶形弹簧就回复其松闸状态时大部分与制动有关,如断绳、过卷、墩罐、滑动等。究其原因:的压缩变形,推动活塞向左移动,使闸瓦压向制动盘,达到制一方面在提升终了或提升机不工
3、作时,不能可靠地闸住提升动的目的。机;另一方面在减速阶段不能参与提升机的速度控制,以至发制动状态时,闸瓦压向制动盘的正压力大小,决定于油缸生紧急事故时,不能进行安全制动。从矿井生产来看,提升机内工作油的压力。当油缸内压力为最小值时(一般不等于零,有残压),弹簧力几乎全部作用在活塞上。此时制动盘上的正压力最大,呈全制动状态。反之,当工作油压为系统最大油压时,呈全松闸状态。三、制动过程分析研究1.全制动状态时提升机在全制动状态即停机状态时,液压站断电,盘闸制动器工作腔内的液压油全部回油。此时,工作腔内的油压p=0,蝶形弹簧压缩量为0(mm),弹簧力Ft=K0(K蝶形弹簧刚度系数,N/mm)。
4、在弹簧和Ft作用下,盘形闸制动器闸瓦压紧在提升机滚筒上的制动盘上。制动器受力如图所示:1制动盘;2闸瓦;3活塞;4弹簧图1盘闸工作原理示意图一旦发生事故,将引起停工停产,甚至人员伤亡。因而有必要对盘闸制动器的制动过程进行受力分析,以便确定制动力矩和性能参数,为保证提升机运行的可靠性和矿井安全生产提收稿日期:2003-03-04作者简介:赵振保(1965-),山西煤校讲师。44山西煤炭管理干部学院学报2003年第2期Fz制动器内活塞和筒体的运动阻力(N)N制动盘对闸瓦的正压力(N)制动器闸瓦的力平衡方程为:N=Ft-Fz=K0-Fz(1)所以制动力矩:
5、Mzh=ZRm(Nm)(2)制动器闸瓦的力平衡方程为:制动盘与闸瓦间的摩擦系数N=Ft-Fz-FyRm制动盘的制动半径(m)=K0-Fz-PA(6)当闸瓦与制动盘刚好贴上时,闸瓦与制动盘处于贴上的分析(1)(2)两式可知,在全制动状态时,制动力矩主要与临界状态,制动器内的油压称为贴闸油压Pt。弹簧的压缩量0和弹簧的刚度系数K及活塞和筒体的运动K0-Fz阻力Fz有关。若发生制动失效,则主要是由于弹簧压缩量0即:Pt=(7)A太小或蝶形弹簧刚度系数K太小造成的。当然,若闸瓦与制当工作腔内油压降低到液压站开动时的最低压力Pc(残动盘之间的摩擦系数太小也会导致制动
6、失效。压)时,正压力为最大正压力Nmax。2.松闸状态时即提升机系统从停机状态到工作状态时,必须解除制动器Nmax=K0-Fz-PcA(8)的制动。启动液压站,向制动器工作腔内注入压力油,推动活所以最大制动力矩:塞,带动筒体,压缩蝶形弹簧,闸瓦离开制动盘,呈松闸状态。制动器受力如图所示:Mzhmax=NmaxRm(9)分析(4)(7)两式可知,开闸油压力和贴闸油压力是不同的,说明松闸过程和制动过程是不重合的。分析(8)(9)两式可知,制动器产生的最大制动力矩与残压Pc有关。若液压站发生油路堵塞,制动器内的液压油不能及时回油时,将导致制动力矩过小,从而出现制动失效。在实Fy制
7、动器内油液对筒体的作用力(N)践实习中,西峪煤矿就曾发生过油路堵塞、制动力矩过小而出Fy=PA现的制动失效。P制动器内油液压力(Pa)2A制动器内油缸面积(m)四、性能参数的确定制动器闸瓦的力平衡方程为:1.蝶形弹簧刚度系数KN=Ft+Fz-Fy=K0+Fz-PA(3)盘闸制动器是靠油压力松闸,弹簧力制动的。为了提高在松闸过程中,随着油压力p的增大,蝶形弹簧预压力和盘闸制动的可靠性
