帶式輸送機目前正朝著大功率、長距離、大運量、高速度方向發展,單機總功率達到5000 kW、輸送長度達到10km以上、運量超過5000t/h、運行速度超過5-6m/s的帶式輸送機已經在煤礦得到實際應用。對於大型帶式輸送機,除了要求合理確定驅動功率、shuliangyubuzhixingshiwai,haibixujiejueshusongjideqidongwenti。qidongguochengshiyigejiasuguocheng,qijiasuduyoulingzengjiadaozuidayouxiajiangdaoling,shusongdaifashengniandanxingbianxing,chuyubuwendingzhuangtaierchanshengdongzhangli。daisuyuegao、啟(qi)動(dong)時(shi)間(jian)越(yue)短(duan),動(dong)張(zhang)力(li)也(ye)就(jiu)越(yue)大(da),造(zao)成(cheng)的(de)瞬(shun)時(shi)衝(chong)擊(ji)也(ye)越(yue)大(da),嚴(yan)重(zhong)時(shi)將(jiang)會(hui)損(sun)壞(huai)輸(shu)送(song)帶(dai)與(yu)其(qi)他(ta)原(yuan)部(bu)件(jian)。如(ru)果(guo)有(you)足(zu)夠(gou)長(chang)的(de)啟(qi)動(dong)時(shi)間(jian),並(bing)對(dui)啟(qi)動(dong)速(su)度(du)加(jia)以(yi)控(kong)製(zhi),使(shi)動(dong)張(zhang)力(li)降(jiang)至(zhi)最(zui)低(di),就(jiu)可(ke)消(xiao)除(chu)瞬(shun)時(shi)衝(chong)擊(ji)。如(ru)何(he)合(he)理(li)地(di)選(xuan)擇(ze)大(da)型(xing)帶(dai)式(shi)輸(shu)送(song)機(ji)的(de)軟(ruan)啟(qi)動(dong)方(fang)式(shi),成(cheng)為(wei)煤(mei)炭(tan)技(ji)術(shu)人(ren)員(yuan)麵(mian)臨(lin)的(de)實(shi)際(ji)問(wen)題(ti)。
1、大型帶式輸送機軟啟動的技術關鍵
傳統的電動機直接起動方式、電動機與簡易的限矩型偶合器聯合起動方式已經遠遠不能滿足大型帶式輸送機的使用要求。如采用傳統的直接起動方式用於大功率、長距離、大運量、高速度帶式輸送機時,由於起動時間為1-3s,起動加速度大於0.3 mls2,會產生如下問題:
(1)起動時打滑問題 由you於yu大da型xing帶dai式shi輸shu送song機ji的de長chang度du和he功gong率lv較jiao大da,如ru起qi動dong時shi間jian過guo短duan,易yi出chu現xian打da滑hua現xian象xiang。為wei了le消xiao除chu打da滑hua現xian象xiang保bao證zheng有you效xiao起qi動dong,增zeng大da輸shu送song帶dai與yu滾gun筒tong間jian的de摩mo擦ca力li,必bi須xu提ti高gao張zhang緊jin裝zhuang置zhi的de初chu張zhang力li,由you此ci相xiang關guan連lian接jie部bu件jian的de受shou力li加jia大da,對dui強qiang度du和he剛gang度du要yao求qiu增zeng加jia,提ti高gao了le整zheng機ji的de初chu期qi投tou資zi。
(2)shuntaichongjidadewentiqidongshichanshengdedongtaichuzhanglidadaoshuyuyuzhengchangyunxingdewentaizhangli,jingchangchuxiandedongtaichuzhanglijiangdileshusongdaideshiyongshouming,juliezengjiadedongtaichuzhanglikenengfashengduandaishigu。weilebaozhengshusongdaiyunxingkekao,bixutigaoshusongdaideqiangdudengji,xiangyingjiadaleshusongdaidechujitouzi。tongshi,tigaoshusongdaideqiangdudengji,haibixuxiangyingjiadaguntongdezhijing,yimanzushusongdaizuixiaowanqubanjingdeyaoqiu,congerjiadalejixiejiagongjiandechuqitouzi。
(3)電動機功率增加問題 由於起動時間過短,起動力矩大,容易發生燒毀電機的事故,考慮電動機的選型時要相應提高安全係數,增加了正常使用的能耗;此ci外wai,大da功gong率lv電dian動dong機ji在zai較jiao短duan的de時shi間jian起qi動dong運yun行xing,對dui周zhou邊bian環huan境jing電dian網wang的de衝chong擊ji大da,其qi負fu麵mian影ying響xiang更geng是shi無wu法fa容rong忍ren。根gen據ju國guo家jia有you關guan標biao準zhun的de規gui定ding,起qi動dong加jia速su度du不bu得de大da於yu0.3 m/s2,當帶式輸送機的起動加速度不大於0.3m/s2時,可有效減少整機的動載荷和瞬時衝擊,避免對輸送帶和其他元部件的損壞。
由(you)此(ci)可(ke)見(jian),啟(qi)動(dong)問(wen)題(ti)對(dui)帶(dai)式(shi)輸(shu)送(song)機(ji)尤(you)其(qi)是(shi)大(da)型(xing)帶(dai)式(shi)輸(shu)送(song)機(ji)來(lai)說(shuo),是(shi)一(yi)個(ge)關(guan)鍵(jian)的(de)技(ji)術(shu),它(ta)不(bu)僅(jin)對(dui)啟(qi)動(dong)性(xing)能(neng)產(chan)生(sheng)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang),而(er)且(qie)還(hai)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)輸(shu)送(song)機(ji)的(de)成(cheng)本(ben),因(yin)此(ci)必(bi)須(xu)對(dui)啟(qi)動(dong)加(jia)以(yi)控(kong)製(zhi)。針(zhen)對(dui)大(da)型(xing)帶(dai)式(shi)輸(shu)送(song)機(ji)的(de)實(shi)際(ji)工(gong)況(kuang)要(yao)求(qiu),理(li)想(xiang)的(de)驅(qu)動(dong)裝(zhuang)置(zhi)應(ying)滿(man)足(zu)以(yi)下(xia)技(ji)術(shu)要(yao)求(qiu):
(1)起動時間可在一定的範圍內調整,使帶式輸送機按照如圖1所示的速度曲線圖平穩起動,並可實現滿載起動;
(2)起(qi)動(dong)加(jia)速(su)度(du)控(kong)製(zhi)在(zai)一(yi)定(ding)的(de)範(fan)圍(wei)內(nei),可(ke)有(you)效(xiao)降(jiang)低(di)起(qi)動(dong)時(shi)輸(shu)送(song)帶(dai)的(de)動(dong)態(tai)初(chu)張(zhang)力(li),降(jiang)低(di)整(zheng)機(ji)輸(shu)送(song)帶(dai)的(de)選(xuan)用(yong)安(an)全(quan)係(xi)數(shu),有(you)效(xiao)地(di)降(jiang)低(di)輸(shu)送(song)帶(dai)的(de)初(chu)期(qi)投(tou)資(zi);
(3)在多機起動或多點中間起動時,可以實現多機的功率平衡;
(4>電動機空載起動,降低對電網的衝擊;
(5)具有過載保護功能;
(6)帶式輸送機瞬時停車時,可以實現不停電動機,提高電動機使用壽命;
(7)帶式輸送機低速驗帶運行時,係統不會嚴重發熱導致停車故障,確保正常檢修工作。
2、軟啟動方式的合理選擇
目前已經獲得應用的有:液力調速裝置、差動輪係液黏調速裝置(簡稱CST),變頻調速裝置、串電阻調速等方式。
(1)液力調速裝置主要由液力耦合器、電動執行器、稀油潤滑係統與油箱等組成。其工作原理是:liyongyetijiezhilaichuandidongli,tongguotiaojieyeliouheqigongzuoqiangneichongyeliangdeduoshaolaikongzhiouheqideshuchuzhuansu。qidongkaishishi,youdiandongjidaidongbenglunkongzhuan,ranhouyoudiandongzhixingqikongzhishaoganyidongjiaruyetijiezhi,jinrengongzuoqiangdeyetijiezhizhujianzengduo,zaigaosuxuanzhuandebenglunyepiandaidongxia,chuandongjiezhixingchenggaoyagaosuyeliu,chongxiangwolunyepian,daidongyeliouheqishuchuzhouzhujianzhuandongqilaizhizhidadaoedingzhuansu。tongguokongzhishaoganyidongsudu,shixiandaishishusongjideruanqidongkongzhi。
(2)差動輪係液黏調速裝置(簡稱CST主zhu要yao由you行xing星xing齒chi輪lun減jian速su器qi和he控kong製zhi行xing星xing輪lun係xi內nei齒chi輪lun轉zhuan速su的de控kong製zhi機ji構gou兩liang大da部bu分fen組zu成cheng,行xing星xing輪lun係xi中zhong太tai陽yang輪lun與yu輸shu入ru軸zhou連lian接jie,行xing星xing輪lun架jia與yu輸shu出chu軸zhou連lian接jie,控kong製zhi機ji構gou控kong製zhi的de內nei齒chi輪lun是shi浮fu動dong的de,控kong製zhi機ji構gou由you離li合he器qi和he控kong製zhi動dong、靜摩擦片間隙的電液控製元件組成。動摩擦片和內齒輪固定在一起,可與內齒輪一起轉動,靜摩擦片安裝在機架上,可做軸向運動,動、靜摩擦片間充滿冷卻油。當動、靜jing摩mo擦ca片pian間jian的de油you膜mo厚hou度du和he滑hua差cha速su度du不bu同tong時shi,形xing成cheng作zuo用yong於yu內nei齒chi輪lun大da小xiao不bu同tong的de剪jian切qie力li,通tong過guo控kong製zhi內nei齒chi輪lun的de旋xuan轉zhuan速su度du,調tiao節jie行xing星xing輪lun架jia與yu輸shu出chu軸zhou的de轉zhuan速su。其qi工gong作zuo原yuan理li是shi:當離合器靜摩擦片不受壓力時,動、靜摩擦片間隙較大,通過油膜形成的剪切力幾乎為零;行星輪帶動自由浮動的內齒輪轉動,但行星輪架與輸出軸不轉動。當對離合器靜摩擦片施加壓力時,動、靜摩擦片間隙減小,動、jingmocapianjianxitongguoyoumoxingchengdejianqielizhujianzuzhineichilunzhuandong,dangyalidadaoedingzhishi,youmojianxingchengdejianqielishineichiluntingzhizhuandong,xingxinglunjiayushuchuzhouzhujianzhuandongdadaoedingzhi。tongguokongzhidong、靜摩擦片間的油膜厚度和壓力大小,使輸送機按照設定的速度曲線平穩起動。
(3)變頻調速裝置隨著電力電子技術、計算機技術和自動控製技術的發展,以變頻調速為代表的近代交流調速技術有了飛速的發展。交流變頻調速技術以其卓越的調速性能、xianzhudejiedianxiaoguoyijizaiguominjingjigelingyudeguangfanshiyongxing,beigongrenweishiyizhongzuiyouqiantudejiaoliutiaosufangshi,daibiaoledianqichuandongfazhandezhuliufangxiang。bianpintiaosujishuweijienengjianghao、改善控製性能、提高產品的產量和質量提供了至關重要的手段。
變頻調速技術為節能降耗、gaishankongzhixingnengdengfahuilezhongdazuoyong。bianpintiaosuzhuangzhibujinjubeileleisizhiliudianjitiaosudeyouyixingneng,erqiesuizhetiaosudekongzhililunfazhan,wanquankeyimanzuhengzhuanjufuzaideruanqidonghetiaosudexuqiu,ruanqidongxingnengfeichanglixiang。gaizhuangzhizhuyaoyouIGBT、整流二極管、變頻器控製、散熱器、PLC控製器、觸摸屏等組成。其中變頻器的構成:整流器、逆變器、中間直流環節、控製電路、保護電路。
3、優缺點及經濟技術性能比較
(1)液力調速裝置優點:結構簡單,操作維護方便,製造維護成本低,基本達到起動時變速運行。缺點:tiaosuxingyeliouheqibenshendejixietexingshifeixianxingde,tiaosufanweixiao,zaidisuchangqiyunxingshiyouyuyetijiezhichuyuwenluanzhuangtai,yinertadekongzhitexingjingdujiaocha,chuandixiaolvdi,farejiaomingxian,xuyaoxiyoulengquerunhuaxitongyujiaodadeyouxiangsanrekongjian。changyongdeyelitiaosuzhuangzhigonglvfanweidaduozai200 - 500 kW,國產設備投資10~20萬元,進口或合資生產的設備投資30~60萬元,此類型產品適合對控製精度要求較低、技術力量較差、資金較少的用戶。
(2)差動輪係液黏調速裝置優點是:①改善起動性能,實現慢速起動,實現多機驅動的功率平衡;采用CST的de驅qu動dong裝zhuang置zhi在zai微wei機ji係xi統tong控kong製zhi下xia能neng滿man足zu起qi動dong時shi帶dai式shi輸shu送song機ji對dui加jia速su度du的de要yao求qiu,實shi現xian軟ruan起qi動dong,減jian小xiao輸shu送song帶dai的de動dong態tai張zhang力li。在zai電dian動dong機ji空kong載zai起qi動dong後hou,通tong過guo控kong製zhiCST液黏離合器的壓力來控製CSTdeshuchuniujulaishixiandaishishusongjimanzaimansuqidong,jianxiaoshusongdaidedongtaizhangli。qidongguochengpingwen,qidongshijianchang,qidongshijiansuidaishishusongjizhucanshuzaiyidingfanweineikeyirenyitiaojie,qixingzhuangweiS形;確保輸送帶起動加速度值≤0.3m/s2,使輸送帶起動張力控製在允許範圍內;在多台電動機驅動時,由於電動機的特性差異和傳動滾筒由於製造質量、表biao麵mian磨mo損sun等deng原yuan因yin使shi滾gun筒tong直zhi徑jing不bu相xiang等deng等deng因yin素su,會hui使shi各ge電dian動dong機ji的de負fu載zai不bu平ping衡heng。如ru果guo電dian機ji容rong量liang選xuan擇ze沒mei有you富fu裕yu的de話hua,會hui使shi某mou些xie電dian機ji超chao負fu荷he運yun行xing。采cai用yongCST可以調節電動機的功率平衡,使電機的功率平衡達到98%。②降低對主電機的技術要求。主電機的每一次起動,都要經曆一個過程,它包括溫度升高、濕度排除、經受離心負載、絕(jue)緣(yuan)化(hua)學(xue)物(wu)質(zhi)的(de)損(sun)害(hai)等(deng)諸(zhu)多(duo)因(yin)素(su)。電(dian)機(ji)起(qi)動(dong)的(de)時(shi)間(jian)愈(yu)長(chang),起(qi)動(dong)時(shi)的(de)峰(feng)值(zhi)電(dian)流(liu)存(cun)在(zai)的(de)時(shi)間(jian)愈(yu)長(chang),則(ze)電(dian)機(ji)的(de)溫(wen)升(sheng)也(ye)愈(yu)大(da),這(zhe)會(hui)使(shi)電(dian)機(ji)絕(jue)緣(yuan)材(cai)料(liao)的(de)熱(re)老(lao)化(hua)程(cheng)度(du)加(jia)劇(ju),導(dao)致(zhi)絕(jue)緣(yuan)性(xing)能(neng)和(he)機(ji)械(xie)強(qiang)度(du)下(xia)降(jiang)。CST可以實現電機空載起動,縮短起動時間,這就大大降低了對主電機的技術要求,提高了電機的使用壽命。③降jiang低di對dui電dian源yuan係xi統tong的de要yao求qiu。假jia如ru一yi台tai大da型xing帶dai式shi輸shu送song機ji的de多duo台tai電dian機ji同tong時shi起qi動dong,會hui造zao成cheng電dian源yuan係xi統tong電dian壓ya的de嚴yan重zhong下xia降jiang,這zhe不bu僅jin影ying響xiang電dian機ji的de正zheng常chang起qi動dong,而er且qie會hui直zhi接jie影ying響xiang在zai同tong一yi電dian網wang上shang的de其qi他ta用yong戶hu的de正zheng常chang工gong作zuo。帶dai有youCST的驅動裝置不僅能使電機空載起動、減(jian)小(xiao)衝(chong)擊(ji)電(dian)流(liu)的(de)作(zuo)用(yong)時(shi)間(jian)和(he)電(dian)能(neng)損(sun)失(shi),而(er)且(qie)還(hai)能(neng)實(shi)現(xian)帶(dai)式(shi)輸(shu)送(song)機(ji)的(de)多(duo)台(tai)電(dian)機(ji)分(fen)時(shi)空(kong)載(zai)起(qi)動(dong),大(da)大(da)減(jian)小(xiao)起(qi)動(dong)電(dian)流(liu)對(dui)電(dian)網(wang)的(de)衝(chong)擊(ji),降(jiang)低(di)對(dui)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)的(de)技(ji)術(shu)要(yao)求(qiu)。④可調驗帶速度為10%~99%。由於CST是shi通tong過guo液ye體ti黏nian膜mo傳chuan遞di扭niu矩ju,之zhi間jian並bing無wu剛gang性xing傳chuan動dong,故gu具ju有you過guo載zai保bao護hu功gong能neng,而er且qie在zai輸shu送song機ji短duan時shi停ting車che時shi,具ju有you可ke以yi不bu停ting電dian動dong機ji的de功gong能neng。但dan其qi缺que點dian是shi不bu能neng在zai低di速su長chang時shi間jian運yun行xing,由you於yu其qi加jia工gong精jing度du要yao求qiu較jiao高gao,結jie構gou較jiao複fu雜za,初chu期qi投tou資zi和he維wei護hu成cheng本ben高gao。常chang用yong的de差cha動dong輪lun係xi液ye黏nian調tiao速su裝zhuang置zhi功gong率lv範fan圍wei大da多duo在zai500 -2 000 kW,該類型國產設備尚未成熟使用,主要依靠進口廠商美國道奇CST提供,僅設備初期投資90 - 200萬元,此類型產品適合對控製精度要求較高、技術維護力量較強、資金較多的用戶。
(3)變頻調速裝置采用變頻軟啟動方式,具有如下技術上的優點:①對於如此大功率的恒轉矩負載的調速來講,高壓變頻器設備成熟,控製可靠;②完全可調節啟動速度斜率,調速範圍廣,可最大程度滿足用戶的調速要求;③高壓變頻器在軟啟動、軟製動方麵性能良好;④采用高壓變頻器節能效果明顯,無運行功率損耗;⑤可以實現多台驅動電機之間的功率平衡,精度較高;⑥可長時間保持在以低於額定帶速下的較低的速度運行,可以滿足長運距帶式輸送機的驗帶要求。缺點是:①散熱問題:由於功率器件散熱約占整個變頻器所有散熱量的一半,大功率器件的發熱也是要解決的重要問題,它直接影響了變頻器的壽命。②防爆問題:由you於yu煤mei礦kuang生sheng產chan環huan境jing的de特te殊shu條tiao件jian限xian製zhi,許xu多duo變bian頻pin器qi不bu具ju備bei防fang爆bao條tiao件jian,在zai一yi個ge密mi閉bi的de防fang爆bao腔qiang裏li如ru何he迅xun速su地di將jiang熱re量liang傳chuan遞di出chu去qu並bing散san發fa掉diao,既ji要yao兼jian顧gu到dao散san熱re問wen題ti的de解jie決jue,同tong時shi還hai要yao兼jian顧gu到dao電dian磁ci兼jian容rong問wen題ti以yi及ji防fang爆bao結jie構gou的de需xu要yao。③價格昂貴,控製複雜,使用維護要求高。瑞士ABB變頻器、德國西門子變頻器的價格與CST的價格相當。
4、結語
煤(mei)科(ke)總(zong)院(yuan)上(shang)海(hai)分(fen)院(yuan)近(jin)年(nian)來(lai)在(zai)大(da)型(xing)帶(dai)式(shi)輸(shu)送(song)機(ji)軟(ruan)啟(qi)動(dong)技(ji)術(shu)應(ying)用(yong)上(shang)取(qu)得(de)了(le)一(yi)係(xi)列(lie)成(cheng)功(gong)可(ke)靠(kao)的(de)業(ye)績(ji),其(qi)中(zhong)采(cai)用(yong)液(ye)力(li)調(tiao)速(su)裝(zhuang)置(zhi)為(wei)軟(ruan)啟(qi)動(dong)的(de)應(ying)用(yong)業(ye)績(ji)較(jiao)多(duo),在(zai)甘(gan)肅(su)、安徽、陝西、內蒙古等地區有上百個應用事例,獲得了用戶的較好評價,其產生的直接經濟效益和間接經濟效益也十分顯著。
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1、皮帶輸送機
2、刮板輸送機
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