一、問題的提出
姚橋煤礦7501工作面是東六上部采區的一個綜采放頂煤工作面，面長191m，走向長度l 300m，儲量130h-t，生產能力為600—700t/h，。工作面的順槽運輸采用轉載機加帶式輸送機的運輸方式，設計沿煤層走向布置鋪設了2條SSJ1000/160可伸縮帶式輸送機，第2條帶式輸送機安裝在傾斜的巷道內，巷道傾角為-12.5—-50，運輸距離600m，最大高差79m，機頭、機尾總高差65m;受到井下工作面運輸系統的限制，煤從-200水平運輸到-400水平大巷，運輸距離2 300m的3部帶式輸送機之間沒有煤倉，采用直接搭接轉載式的接力運輸。SSJ1000/160型可伸縮帶式輸送機原設計出廠時驅動裝置未配備制動裝置及多余的輸入、輸出軸，當輸送機在正常運輸過程中因工作面斷電、安全保護裝置動作等帶負荷的情況下停車或瞬間煤量突然過量、皮帶的下滑力超過主電動機的輸出扭矩時，極易發生帶式輸送機放飛車事故，造成原煤埋壓機頭、機尾，導致設備損壞和人身傷害。因此，帶式輸送機下運時必須安裝制動裝置。
二、對下運帶式輸送機制動裝置的要求
1)制動力矩必須滿足帶式輸送機的要求。滿載制動時制動裝置的制動力矩能夠滿足可靠的閘住帶式輸送機及時停機，防止放飛車事故的發生。
2)滿足散熱的要求。制動裝置制動時，機械能轉化為熱能使制動器溫度升高，閘輪或閘盤表面熱量集中，短時間內不能及時散發，溫度急劇上升。當溫度過高時，可使制動力矩下降，還會引起瓦斯、煤塵危險事故的發生，導致飛車事故。制動閘與閘輪或閘盤的溫度不得超過150Co
3)制動要平穩，制動力矩可控。下運輸送機上物料的下滑分力與制動時產生的慣性力方向相同，兩力疊加，對于PVC整編芯輸送帶易造成滾料現象，所以要求平穩制動，即制動的減速度限制在一定范圍內；下運帶式輸送機要求制動系統能提供平滑的、無沖擊的制動力矩，以減小設備的動應力，從而改善整機的受力狀況，延長設備的壽命，提高設備可靠性；一般要求制動減速度在0.l—0.3m/s2之內，力矩過大將引起打滑和損傷設備。制動減速度越平滑，對輸送機的沖擊就越小，越有利于設備的穩定運行。
4)斷電和緊急制動時工作可靠。在突然停電及其它緊急情況下，制動系統應自動投入制動，能平穩、安全、可靠地制動帶式輸送機，防止飛車事故發生，并保證制動的平穩性和安全性。
5)正確處理好飛車及超速保護問題。下運帶式輸送機有時處于發電工況運行，如負載力矩超過電機顛覆力矩時，電機轉速失去控制，負載越大，電機轉速越高，由此引起飛車事故；制動裝置必須具有超速保護和可控制動系統，這樣才能提高輸送機運行的穩定性和可靠性。
6)能滿足井下防爆要求。
三、幾種帶式輸送機下運制動裝置的比較
可伸縮帶式輸送機通常采用以下4種制動方式：
1)阻尼板式制動。該方式是在帶式輸送機的上下輸送帶之間安裝阻尼板，在輸送機空載運行時，與膠帶保持一定的間隙，不與輸送帶接觸。當輸送機滿載或輸送煤量較大時，輸送帶與阻尼板接觸，由于煤的正壓力作用，使輸送帶與阻尼板之間產生摩擦力來平衡物料的下滑力，阻止輸送帶的超速運行，從而實現對帶式輸送機的制動作用。該制動方式結構簡單、費用較低，但其制動力矩較小，且制動力矩不可控，對輸送帶的磨損較為嚴重。
2)液力制動。液力制動裝置的制動器與液力耦合器大致相同，泵輪、渦輪的安裝方向與液力耦合器的結構相反，且泵輪和渦輪連接成一體，當輸送機正常運轉時工作腔內不充油，泵輪、渦輪被驅動電機帶動空運轉，需要制動時通過控制系統將液體輸入工作腔中，根據所充人液體量的多少達到調節制動力矩的目的，所以它的制動力矩在制動過程中可調。但是該方式由于液力制動沒有定車的功能，當泵輪速度低于400r/min時，必須使用外加的機械閘制動。當系統突然斷電時，需要增加備用電源或壓縮空氣，控制系統復雜，維修量較大，制動可靠性不高。
3)角移式塊閘制動。該制動方式一般是在輸送機的高速軸上安裝制動輪，通過電液推桿或汽缸操作機構實現制動閘瓦抱緊制動輪，利用閘瓦與制動輪之間的摩擦力實現制動。該制動方式結構簡單，制動迅速，占用空間較小，使用成本較低。但制動力矩較小，閘瓦表面的壓力分布不均勻，閘瓦上下磨損也不均勻，制動力矩不可控，當制動器制動時，機械能轉化為熱能使制動器溫度升高，閘輪表面熱量集中，短時間內不能及時散發，溫度急劇上升，制動時閘輪溫度有時超過150C。超溫后，閘瓦與閘輪的摩擦系數降低，會使制動力矩下降，導致飛車事故。用于上運帶式輸送機定車較好，但作為順槽下運帶式輸送機制動裝置效果較差。
4)盤式制動器。采用技術成熟的盤式制動器和制動盤配合，實現帶式輸送機制動。其工作原理是通過盤
式制動器對制動盤施加的正壓力而產生摩擦力，達到制動目的。該制動器為儲能式制動，在斷電或輸送機保護動作時自動投入制動，調整液壓站的油壓大小可以調整正壓力，從而調整制動力矩的大小，控制制動時間，實現軟制動。為了使制動器具有良好的散熱性，根據風機原理，把制動盤做成中空結構的強制冷卻方式，使制動溫度不超過150C。該制動裝置具有制動力可控性好、平穩等優點，但體積大，結構比較復雜。
通過對以上4種制動方式的分析比較，結合井下生產現場實際，決定對現有的SSJ1000/160帶式輸送機進行適當的改造，采用盤式制動器的制動方式。
四、盤式制動器的參數計算與選擇
1)制動力計算。
運行阻力：
五、方案實施
在不改變和破壞輸送機主體結構的情況下，通過對SSJ1000/160型帶式輸送機平衡齒輪進行改造，達到安裝制動裝置的要求。利用原帶式輸送機的平衡傳動齒輪，在齒輪外端加裝一套對中程度較好凸緣式聯軸器。聯軸器的一端通過平衡傳動齒輪與驅動裝置傳動滾筒軸連接，另一端與盤式制動器的制動盤連接。制動盤的制動力矩由一套液壓泵站系統和2對（4塊）盤式制動器提供，利用液壓系統油壓的緩慢下降（油壓下降速度可調），實現停機和失電狀態下帶式輸送機的軟制動。
六、制動裝置的組成部分
制動裝置是由制動盤、盤式制動器、雙回路液壓泵站、軸承座、底座及支架組成的，通過凸緣聯軸器與傳動滾筒連接。
1)制動盤。制動盤用鋼板加工而成，考慮安裝空間和制動力矩的要求，直徑為1100mm。制動盤與中心的輪轂采用定位銷和焊接的方法進行連接，盤身鉆工藝孔制動時便于降溫。如圖1所示。
2)盤式制動器。為便于維修和配件的更換與通用，采用標準的油缸后置式盤式制動器，主要有閘襯組件、碟形彈簧、油缸組件和支架體等組成。
3)雙回路液壓泵站。液壓泵站系統原理及元件組成如圖2所示，液壓泵站由雙回路并通過手動換向閥實現油路換向。電接點壓力表向控制回路提供壓力信號。
4)底座。由于采區的帶式輸送機是隨工作面的推進而經常移動的，制動裝置也必須隨帶式輸送機的移動而移動，因此不能采取挖掘澆注混凝土基礎的方法安裝固定。制動裝置的底座用型鋼加工成組裝式。為增加制動裝置的穩定性，制動裝置底座從輸送機的驅動裝置架下穿過，與輸送機的驅動裝置底座用螺栓連成一體，并可實現微量調節，解決了機架移動、巷道底鼓變形等惡劣條件的問題。井下巷道及安裝尺寸如圖3所示。
5)電控系統。電控系統與機械系統、制動系統、液壓控制系統以及輸送機的綜合保護系統構成機電液一體化，與帶式輸送機形成勻減速閉環控制系統，使帶式輸送機能夠按照預定的停車減速度（在0.2—0.3m/s2范圍）平穩制動停車。另外，前、后輸送機實現電氣閉鎖，提高了設備運行的安全性和可靠性。
七、結語
改造后的下運帶式輸送機的制動性能可靠，能夠對帶式輸送機正常運輸過程中因工作面掉電、安全保護裝置動作等帶負荷的情況下停車或瞬間煤量突變，輸送帶的下滑力超過主電動機的輸出轉矩的情況實施可靠的制動，杜絕了放飛車的現象。
該制動系統調試簡單，維護量小，保證了設備的安全運轉，改造后的該盤式制動器系統在7501工作面可伸縮帶式輸送機上的成功應用，解決了工作面下運帶式輸送機無可靠制動裝置的問題。
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