带式输送机用液压调速软制动器设计选型说明书.doc

带式输送机用液压调速软制动器
设计选型说明书

太原市博世通机电液工程有限公司

目 录
1带式输送机用液压调速软制动器简介 2
1.1组成 2
1.2工作原理 3
1.3特点 4
2带式输送机用液压调速软制动器布置及参数 4
2.1 液压调速软制动器在主机上的布置 4
2.2型号说明 5
2.3 参数及安装尺寸 5
2.4 ZYZ型液压调速软制动器整体布置图 6
2.5 ZYZ型液压调速软制动器控制接口 7
3选型步骤 7
3.1动态制动力矩计算 7
3.2确定液压调速软制动器型号及数量 7
3.5确定接口尺寸 7
4选型示例 7
4.1制动力矩计算 8
4.2确定液压调速软制动器型号及数量 9
4.3确定接口尺寸 9
5 联系方式 9

1带式输送机用液压调速软制动器简介
1.1组成
ZYZ带式输送机用液压调速软制动器主要由刹车变量泵，液压调速控制装置，PLC控制箱和转速检测装置组成。带安装架的刹车泵与被制动机械系统的高速轴（要求用双出轴电动机或双输入轴减速器）通过弹性联轴节连接和定位；转速检测装置安装在泵架上，连接泵轴的对轮需带有脉冲发生环节；液压调速控制装置布置在刹车泵附近，并分别与刹车泵的吸液口和排液口连通；PLC控制箱可以布置到被制动机械系统的电控室，并与转速检测装置、电磁阀以及主控系统的操作控制器联接。 图1 液压调速软制动器组成及布置图
1.2工作原理
ZYR型液压调速软制动器的原理图如图2所示，其泵站外形图，如图3所示。该系统主要由电磁换向阀12、安全阀13、电磁比例溢流阀14、刹车变量泵21等液压元件以及PLC、D/A转换器、放大器等元件组成。当DT2失电、DT1得电，系统处于卸荷状态，泵以小排量、低压力工作，相当于被制动机械系统处于正常运转工况；当DT2失电、DT1得电时，系统处于制动状态，泵以大排量工作，而其压力值取决于电磁比例溢流阀14的开口大小。一般情况是，电磁比例溢流阀14阀口从最大到最小逐步调节，使泵的输出压力逐步增加，变量泵产生的制动力矩逐步增加，以便使被制动机械系统具有平稳、可靠的制动过程。安全阀13是起到安全保护作用，当液压制动系统失效，13阀起到安全保护作用使液压系统不致损坏。
另外液压系统具有压力检测功能，当液压系统工作失常，系统压力高于调定最高压力时，PLC会发出信号使声光报警器发出报警，此时工作人员应及时停车。故障排除后方可重新启动。

1. 吸油过滤器2.空气滤清器3. 液位液温计 4.吸油球阀5. 吸油软管6.高压球阀7、8.测压接头
9.压力表10.高压滤油器11.插装阀座12.电磁换向阀13.安全阀14.电磁比例溢流阀
15. 吸油过滤器16.防爆电机17.齿轮泵18.溢流阀19.单向阀20.防爆电磁球阀 21.刹车变量泵
图2 液压调速软制动器原理图
轮式防爆液压制动器工作原理如图1所示，当速度传感器检测到皮带机被液压软制动系统制动到接近零速时，PLC发出命令电磁球阀失电使制动闸油缸内的油通过DT4直接流回到油箱，制动闸在弹簧的作用下实施抱闸制动，起到稳车制动的功能。

图3　泵站外形图
1.3特点
PID闭环控制，制动力矩随负载变化自动调节；自然冷却，不存在发热问题；有压力，流量观察装置和退出制动的旁路控制，运行平稳可靠，便于使用维护。
2带式输送机用液压调速软制动器布置及参数
2.1 液压调速软制动器在主机上的布置
本产品在主机上的布置如图所示，刹车泵主轴通过弹性联轴器与电机轴双出轴如图4所示（或减速器高速轴双出轴如图5）联接，刹车泵与液压站之间只需软管相连，可依现场条件布置，安装极为方便。

图4 电机轴双出轴制动方式

图5 减速器轴双出轴制动方式
2.2型号说明
制动力矩：800N.m
制动装置
液压软制动器
ZY Z- 800

2.3 参数及安装尺寸
（1）液压调速软制动器参数表
型 号
ZYZ-800
ZYZ-1200
ZYZ-2500
制动力矩（N·m）
800
1200
2500
额定压力（Mpa）
25
25
25
额定转速（r/min）
1480
1480
1480
额定电压（V）
660/1140
660/1140
660/1140
轴头尺寸(ΦD×L1)
φ45×90
φ50×82
φ70×105
泵
架
外
型
接
口
H1
270
370
570
L2×L3
460×460
460×460
600×760
L
140
142
165
C
30
30
50
M
28
30
46
A×B
440×660
640×660
840×820
泵站外形（长×宽×高mm）
1200×700×1200
1200×1000×1300
1200×1000×1400
电控箱外形（长×宽×高mm）
300×620×700
不含油重量（kg）
700
800
1100
（2）液压调速软制动器泵架连接尺寸图

图6 液压调速软制动器刹车泵连接结构示意图（不含底座）
2.4 ZYZ型液压调速软制动器整体布置图

图5 BTYZ型液压调速软制动器安装示意图
1—泵架 2—刹车泵 3—回油管 4—液压站
5—控制电缆 6—电控柜 7—吸油管 8—泵架底座
2.5 ZYZ型液压调速软制动器控制接口
输入电压：660V/1140V
启车信号：（输入型）需要提供启动无源节点。
停车信号：（输出型）无源节点
3选型步骤
3.1动态制动力矩计算
设计计算是在设计初期设计院根据带式输送机设计准则，而计算出来的皮带机的张紧力，主要是设计院提供，是本设备的主要选型依据。
3.2确定液压调速软制动器型号及数量
根据设计计算确定液压调速软制动装置的型号和数量。
液压调速软制动器装置的型号，根据设计计算结果来确定，并留有1.5倍的安全制动系数。
一般在制动力矩满足的情况下，液压调速软制动的数量与皮带驱动电机的数量相同。
3.5确定接口尺寸
根据确定的型号查找相应得安装尺寸，并根据相应的尺寸与输送机整体尺寸配套。
4选型示例
以某矿下运带式输送机例介绍液压调速软制动器的选型计算过程。
某下运带式输送机的主要技术参数如下：
运量Q=2200吨/小时， 三套驱动装置
运距L=1700m，(平均倾角=-3.20)，
带宽B=1400mm，
带速V=3.15m/s，
传动比i=25
传动滚筒直径D=1000mm （sina=0.056 cosa=0.998）
按照PVG2000，1.4m选择每米带重=42Kg/m
4.1制动力矩计算
经预算，在额定输送机的条件下，胶带输送机的运行阻力是负值，使胶带机处于发电反馈运行状态，按设计要求，此时运行阻力系数（等速或制动减速），均取ω=0.012。
㈠ 运行阻力计算
　 F=F1+F2+F3+F`
上分支运行阻力：F1=( q+ qd+ q`)·L·g·ω·cosβ
=51289.06(N)
下分支运行阻力：F2=( qd+ q``)·L·g·ω·cosβ
=40084.56(N)
物料提升阻力： F3=q·L·g·sinβ
=-181178.93(N)
④ 附加阻力： 取F`=0
⑤ 总运行阻力： F=F1+F2+F3+F`
=-89805.31(N)
⑥ 空载运行阻力： FK=(2q+q`+q``)·L·g·ω·cosβ (ω=0.025)
=172885.87(N)
空载运行时，运行阻力为正，故ω=0.025。
㈡ 功率计算
重载反馈功率： N1=（FV/1000）·m=944.39(KW)
② 空载功率： N2=（FKV/1000）·m=599.05(KW)
(m=1.1为安全系数)
㈢ 总变位质量（转动部分相对较小，在这里忽略不计）
① 重载： mz=(q+2qd+q`+q``)·L
=519350(Kg)
② 空载： mk=(2qd+q`+q``)·L
=189550(Kg)
㈣ 制动力矩计算
有载时起动出现负功率：起动加速度a=0.1~0.3(m/s2)
起动时间t=10~30(s)
② 停车制动时： 制动减速度a=0.1~0.3(m/s2)
制动时间t=10~20(s)
所需制动力矩：取a=0.2 m/s2,M=(MZ*a-F)D/2/i=3874(N.m)
　　 取a=0.１m/s2,M=(MZ*a-F)D/2/i=2835(N.m)
当制动减速度取a=0.2 m/s2时，制动停车时间小于15秒，经计算实际的最大制动力矩为3874N.m，取1.5倍的安全系数，则最大制动为5811N.m，建议选用3套ZYR-2500型液压调速软制动器。
4.2确定液压调速软制动器型号及数量
当制动减速度取a=0.2m/s2时，制动停车时间小于15秒，经计算实际的最大制动力矩为3874N.m，取1.5倍的安全系数，则最大制动为5811N.m，建议选用3套ZYR-2500型液压调速软制动器，最大制动力矩7500 N.m（同时配置一套一拖三机械闸ZLY-500/3，在低速时稳车制动）。
4.3确定接口尺寸
根据确定的型号查找相应得安装尺寸，并根据相应的尺寸与输送机整体尺寸配套。
5 联系方式
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