盘式制动器设计

            矿用皮带输送机制动系统设计 摘要 本次毕业设计是关于矿用胶带输送机制动系统的设计。首先对矿用胶带输送机作了简单的概述并分析了国内外发展的现状以及趋势；接着根据选的基本参数做了简单的推算，计算出了制动器的基本数据；然后通过分析下运关键制动技术及各种不同制动装置之间的优缺点，最后得出结论饼找出适合本次设计的制动器;然后对该盘式制动器的技术关键跟主要特点做了研究跟计算；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的盘式制动器各主要零部件进行了设计校核。通过对输送机系统的动态建模计算和仿 真分析，将静态设计结论和动态分析结果相结合，指出长运距、大运量下运带式输送机启动、运行和制动过程中存在的问题，并提出可行的控制理论和解决最后又详细的分析了该胶带输送机在实际环境中的表现，满足了实际生产的要求，也符合了本次设计的要求。                       关键词：带式输送机；制动器；防爆盘式制动器 Abstract this graduation project is about the mineral product adhesive tape conveyer braking system's design. First has made the simple outline to the mineral product adhesive tape conveyer and has analyzed the domestic and foreign development present situation as well as the tendency; Then has made the simple calculation according to the selected topic basic parameter, calculated brake's master data; Then transports between the key brake technology and each kind of different arresting gear good and bad points through the analysis, finally obtains the conclusion cake to discover suits this design the brake; Then has done the research to this disc brake's technical key with the main feature with the computation; Then acts according to these design criterion and the computation shaping method according to assigns the parameter to request to carry on the shaping design; Then to disc brake each main spare part which chose has carried on the design examination. Through and imitates to the conveyer system's dynamic modelling computation to analyze really, unifies the static design conclusion and the dynamic analysis result, pointed out that long haul, under the great transportation amount transports the belt conveyer to start the question which, in the movement and the brake process exists, and proposed that the feasible control theory and the solution the detailed analysis this adhesive tape conveyer's in actual environment performance, have satisfied the actual production request finally, also has met this design requirement. key word: Belt conveyer; Brake; Explosion-proof disc brake   目录 1 概述………………………………………………………………………… 2 输送机的发展与现状……………………………………………………… 2.1 国内外带式输送机的发展与现状……………………………………… 2.2 国外煤矿用带式输送机技术现状和发展趋势………………………… 2.3 国内煤矿用带式输送机的技术现状及存在的问题…………………… 2.4 国内煤矿带式输送机的发展…………………………………………… 3 选题背景…………………………………………………………………… 3.1 原始参数………………………………………………………………… 3.2带式输送机基本数据的计算…………………………………………… 3.3 制动系统基本数据计算………………………………………………… 3.4 设计解决的问题………………………………………………………… 4下运带式输送机关键技术的分析………………………………………… 4.1下运带式输送机制动技术……………………………………………… 4.2 制动控制系统的基本构成……………………………………………… 4.3 制动装置分类及特征…………………………………………………… 4.3.1盘式制动器…………………………………………………………… 4.3.2 液力制动装置………………………………………………………… 4.3.3 液压制动装置………………………………………………………… 4.3.4 粘液可控制动装置…………………………………………………… 4.4 分析结论………………………………………………………………… 5 制动器的选用原则………………………………………………………… 5.1盘式制动器的技术关键…………………………………………………… 5.2制动系统设计计算……………………………………………………… 5.3防爆自冷盘式制动装置………………………………………………… 5.4冷盘式制动器主要特点…………………………………………………… 5.5盘式制动器主要的系统分析……………………………………………. 6 测试分析……………………………………………………………………… 6.1测试大纲…………………………………………………………………… 6.2测试、分析及结论………………………………………………………… 6.3测试结论…………………………………………………………………… 7结束语………………………………………………………………………… 致谢 参考文献                                  1概述   带式输送机是输送能力最大的连续输送机械之一。其具有结构简单、运行平稳、运转可靠、能耗低、相对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、管理维护方便等优点，因此它是运输成件货物与散状物料的理想工具，被广泛应用于矿井、码头、水泥厂和洗煤厂等企业，是世界上多数国家在生产中广泛采用的方式。   随着生产的发展，沿倾斜向下运送物料，采用带式输送机的愈来愈多。尤其在煤矿井下，由于下运带式输送机在技术上和经济上对生产相对有优势，因此倍受关注。   利用带式输送机进行散状物料的水平及上运是一项比较成熟的技术，但长距离、大落差的下运带式输送机的设计及应用仍需要进一步完善。尤其井下用下运带式输送机技术，随着高产高效工作面的出现及煤炭科技的不断发展，以及国际互联网络化的实现，大大缩短了它的设计、开发、制造、销售的周期，使它更具有竞争力。下运带式输送机正朝着高速、重载、长距离方向发展。   下运带式输送机的基本组成部分与一般的带式输送机基本相同。机身的结构，按使用条件的需要，可以设计成固定式或可伸缩式、落地式或吊挂式。可伸缩式机身可以随工作面移动而伸长或缩短，因而被广泛应用于煤矿井下工作面运输。带式输送机向下运送物料时，其驱动电动机的运行工况有别于一般的带式输送机。由于运转上的需要，在运行方式上有特点，控制上有特殊要求。下运带式输送机的制动装置及其控制技术尤为关键。若制动装置设计的不合理，很容易发生飞车事故，从而造成断带、撕带等事故，给生产带来极大危害。因此，研制一种具有一定先进性、可靠性、适应性和高效性的下运带式输送机己成为煤机市场的一种迫切需求。 2 输送机的发展与现状 2.1 国内外带式输送机的发展与现状       带式输送机的最新发展方向是呈现长距离、大运量、高速度、集中控制等特点。与其他运输设备(如机车类)相比，不仅具有长距离、大运量、连续运输的特点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中控制，经济效益十分明显。带式输送机运行维护费用远远低于公路汽运方式，而且只要生产时间超过5年，带式输送机的输送方式比公路汽运的总投资要小得多;所以能实现带式输送机输送的场合一般都采用连续的带式输送机输送。国外对于长距离地面输送带式输送机的研究和使用较早，主要用于港口、钢厂、水泥厂、矿山等场合。带式输送机也是煤矿最为理想的高效连续运输设备，特别是煤矿高产高效现代化的大型矿井，带式输送机己成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。 2.2 国外煤矿用带式输送机技术现状和发展趋势 国外带式输送机技术的发展主要表现在三个方面: 1)功能多元化、应用范围扩大化，如大倾角带式输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等机型; 2)带式输送机本身的技术向长运距、大运量、高带速等大型带式输送机方向发展； 3)带式输送机本身关键零部件向高性能、高可靠性、低耗能方向发展。但在煤矿井下，由于受环境条件的限制，国外目前带式输送机的主要技术指标如下表所示:                     表  1 主要技 术参数 国外300-500万c/a高产高效矿井 顺槽可伸缩带式输送机 大巷与斜井固定带式输送机 运距m 2000-3000 >5000 带速m/s  3.5-4 4^-5、最高可达8 输送量dh 2500^-3000 3000-5000 驱动功率kw 1200^2000 1500--3000,最高可达10100 2.3 国内煤矿用带式输送机的技术现状及存在的问题 80年代我国煤矿用带式输送机也有了很大发展，对带式输送机的关键技术研究和新产品的开发都取得了可喜的成果，输送机产品系列不断增多，从定型的SDJ, SSJ, STJ,DT等系列发展到多功能、适应特种用途的各种带式输送机系列，但这一阶段的发展大都基于我国70年代前后引进带式输送机的变形和改进，主体结构没有大的变化，进入90年代以来，随着煤矿现代化的发展和需要，我国对大倾角固定带式输送机、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机及长运距、大运量带式输送机及其关键技术、关键零部件进行了理论研究和产品开发，应用动态分析技术和中间驱动与智能化控制等技术，研制成功了软启动和制动装置以及PLC控制为核心的电控装置，并且井下大功率防爆变频器也己经进入研发、试制阶段。随着我国煤矿高产高效矿井的发展，煤矿井下带式输送机各项技术指标有了很大提高，主要特征指标见下表所示。 表2 目前我国煤矿井下常用带式输送机技术指标 主要技 术参数 我国500万吨/年以上高产高效矿井 顺槽可伸缩缩带式输送机 大巷与斜井固定带式输送机 运距m 2000--3000 >4500 带速m/s 2.5-4.5 3~5 输送量t/h 1500-3500 20003000 驱动功率kW 900-1600 1500-3000                     根据表I和表2的比较，我国煤矿高产高效矿井配套国产带式输送机的水平基本达到或接近了国际水平，但关键零部件的制造工艺、技术含量及可靠性还须进一步提高。对下运带式输送机，由于对制动技术、可靠性、安全性等要求较高，在矿井开拓及运输方式设计时，一般尽量避免使用，这也是目前下运带式输送机应用较少的原因。 2.4 国内煤矿带式输送机的发展 1)    提高煤矿井下带式输送机关键零部件的性能和安全可靠性 设备开机率的高低主要取决于输送机关键零部件的性能和可靠性。我们除了进一步完善和提高现有零部件的性能和可靠性，还要不断开发研究新的技术和零部件，如高性能可控软启动技术、动态分析与监控技术、高效储带装置、快速自移机尾、高寿命托辊等，使带式输送机的性能进一步提高大型化、智能化提高运输能力和自动化控制水平。 2)  提高运输能力，适应高产高效集约化生产的需要 长运距、高带速、大运量、大功率是带式输送机今后发展的必然趋势。在今后的10年内，输送量要达到4000-5000t/h，带速要提高到6m/s，顺槽可伸缩输送机头部集中驱动要达到3000米，对于固定强力带式输送机要达到5000米，单机驱动功率1000 ^-1500Kw，输送带要达到PVG3150和ST6000以上。 3)  控制自动化水平要提高 随着可控软制动、软启动装置的研制成功，带式输送机的单机控制水平应进一步提高。矿井数字化系统工程的建设，要求控制系统必须具备RS485等远传接口，以实现胶 带机的集中控制，提高胶带机的自动化水平。 4)  一机多用，扩大功能 带式输送机是一种理想的连续运输设备，并且有不能充分发挥其效能的可能，浪费资源。如将带式输送机结构作适当修改，并采取一定的安全，就可拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用，使其发挥最大的经济效益。 5)  研制特殊机型 由于现场地质构造差异较大，在运输系统的布置上经常会出现一些特殊要求，如弯曲、大倾角(>250)直至垂直提升、长运距下运带式输送机等，而有些场合常规的带式输送机是无法满足要求:为了满足煤矿井下的某些特殊要求，应开发满足这些特殊要求带式输送机。 3 选题背景 选择矿用胶带输送机制动系统这种实用性机械的设计作为毕业设计的选题，不仅能培养我们独立解决工程实际问题的能力，而且通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练，同时也为我们将来参加工作熟悉工作环境打下了坚实的基础。 3.1 原始参数 1）输送物料：煤 2）物料特性：（1）块度：0～300mm （2）散装密度：0.90t/m3 （3）在输送带上堆积角：ρ=20° （4）物料温度：<50℃ 3）工作环境：井下 4）输送系统及相关尺寸： （1）运距：300m （2）倾斜角：β=16° （3）最大运量:350t/h