采煤机用制动器散热方式研究

　　煤矿机械bookmark0制设备标准的共用技术要求。北京：中国标准出版社，2012.陈平，薛毓强，郭建钊，等。大电流母排三维涡流场-温度场耦合分析。电力科学与技术学报，2009，24（3）：68-71.中华人民共和国国家发展和改革委员会。DLT404-20073.6~40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备。北京：中国电力出版社，2008.开关柜的设计与制造工作，电子信相：zhgmail163.com.责任编辑：王海英：2014-11用自然冷却、强制冷却或者认为改造制动器的结构加大散热面积等。内因散热方式指从热量产生和聚集某处的的角度来解决盘式制动器的散热。

　　1外因散热的研究及不足国内对外因散热研究很多，但仍有不足之处。

　　却，这种方法在长时间的制动下，可以有效增强制动器的散热，但由于螺旋冷却水管布置在壳体上，离摩擦热源（摩擦偶件接触区域）有一定的距离，热量必须经过摩擦热源通过热传导传递到壳体上，再经过螺旋铜管强制冷却，此措施不适用于井下正常停车制动和紧急制动的工况。自然冷却和强制风冷也是直接冷却制动器的壳体，另外，空气传热系数受空气对流换热系数的影响大，提高空气流速和降低空气温度可增强空气传热能力，但由于采煤机制动器的安装位置、制动器表面尘垢、井下通风等影响，使空气对制动器冷却效果差。在摩擦材料选择方面，理想的制动器摩擦材料应具备高而稳定的摩擦系数、高的导热性、高的耐磨性等，不仅能在煤矿安全规定中紧急制动时间（0.3s）内制动，而且制动后摩擦偶件温度分布趋于均匀。中论述了烧结金属材料和纸基材料2类不同材料适应的工况，选出烧结金属材料，适用于井下低速-大扭矩。

　　采煤机制动器摩擦片虽然选用烧结金属材料衬片磨损、温升、抗压能力均得到改善，但是摩擦偶件的应力分布和温度分布改善不大，长期使用仍易发生热机失稳现象。

　　湿式制动器在散热条件、制动容量、制动稳定性、制动可靠性都优于干式制动器，对大型工程机械而言，干式制动器无能为力。孙东野等对摩擦衬片油槽结构型式对湿式多片制动器制动性能的影响进行了研究，对于动摩擦系数值较低，抗热性好的烧结金属和模压半金属材料，常采用能保持较高摩擦系数的螺旋槽或螺旋带径向连通槽，这种结构下，油液可带走很多热量，显著降低制动器的工作温度，同时还能起到润滑、冷却和排屑的作用；这种油槽的缺点是油液流通易受阻，耐热系数低，摩擦衬片摩擦系数降低，比压增大。

　　2内因散热的研究及不足盘式制动器内因散热比较复杂，必须考虑制动器摩擦衬片初始压力的分布和移动热源的变化情况。热机失稳的原因是摩擦副间热流密度分布不合理。通过有限元计算可以看出湿式多盘制动器摩擦界面上的接触压力沿摩擦盘半径方向分布不均匀，的热流密度分布不均匀。对初始压力分布的改进可使制动器支撑盘弹簧制动力的位置向下偏移，这就使对偶钢盘受压后外径处的位移趋近于内径处位移，消除了摩擦副表面分离现象，但是，初始压力大于内径处的总体趋势依然没有改变，此外闫清东等还可以对摩擦偶件的厚度进行优化，有限元计算后设计变量的优结果摩擦板厚度2mm，对偶钢盘厚度3mm，摩擦衬片1.2mm.全封闭湿式多片制动器紧急制动为0.3s，持续制动为3s，在制动过程中由弹簧制动，但安装不同的弹簧个数，不同的弹簧刚度和安装形式，在制动位移中就会产生不同的制动力。虽然许多针对摩擦衬片的初始压力分布不均进行了制动器结构的优化，但却忽略了制动过程中制动力加载方式的影响。

　　3湿式多盘制动器散热改进措施采煤机制动器散热的改进措施应从制动器的外因散热和内因散热综合考虑。为某种型号的采煤机湿式制动器，以此制动器对采煤机制动器散热方式进行分析。制动盘材料为HT250；摩擦片骨架为45钢；摩擦片衬片为铁铜合金。

　　1.冷水管2.前盖3.摩擦盘4.摩擦片5.小弹簧6.分隔圈7.内键圈8.回油口9.缸体10.活塞11.大弹簧12.后盖13.O形圈14.进油口（1）盘式制动器散热优化方案外因散热在如所示，在制动器的壳体上增加螺旋水冷铜管，利用采煤机喷雾系统的水源，对壳体及循环油进行强制水冷；内因散热制动器摩擦表面的热流分配系数吴望一。流体力学。北京：北京大学出版社，1983.李非雪，张文明，方湄。湿式多片制动器设计中摩檫材料的选择。矿山机械，2000（10）：51-52.漆俐。湿式与干式制动器的比较及应用。建筑机械化，2006（10）：29-31.孙冬野，诸文农，张云龙。摩檫衬片油槽结构型式对湿式多片制动器制动性能的影响。建筑机械，1997（5）：邢玉涛，战凯，刘大维，等。全封闭湿式多盘制动器温度场的有限元阎清东，宿新东。湿式多片制动器摩檫衬片初始压力分布研究。北京理工大学学报，2000（1）：42-46.液压传动与控制，电子信箱：229604708qq.com.责任编辑：丛培健：2014-10-19