煤矿大倾角皮带机应用问题研究.doc

煤矿大倾角皮带机应用问题研究 【摘 要】目前带式输送机已广泛应用于国民经经济各个部门，近年来在露天矿和井下矿的联合运输系统中带式输送机又成为重要的组成部分。主要有钢绳芯带式输送机、钢绳牵引胶带输送机和排弃场的连续输送设备等。本文分析了大倾角皮带机驱动装置与制动装置的特点和应用情况。 【关键词】煤矿机电；皮带机；驱动装置；制动装置 对于倾斜输送物料的带式输送机，其平均倾角大于4时，当满载停车时会发生上运物料时带的逆转和下运物料时带的顺滑现象，从而引起物料的堆积、飞车等事故，所以应设置制动装置。制动器是用于机器或机构减速使其停止的装置，有时也能用作调节或限制机构的运行速度，它是保证机构或机器安全正常工作的重要部件。 1.驱动装置的选用 带式输送机的负载是一种典型的恒转矩负载，而且不可避免地要带负荷起动和制动（即满起动和停车）。电动机的起动特性与负载的起动要求不相适应在带式输送机上比较突出，一方面为了保证必要的起动力矩，电机起动时的电流要比额定运行时的电流大6～7倍，要保证电动机不因电流的冲击过热而烧坏，电网不因大电流使电压过分降低，这就要求电动机的起动要尽量快，即提高转子的加速度，使起动过程不超过3～5s。为了做到这一点，过去曾用加大电动机功率的方法，对于小型、短的带式输送机还可以。另一方面，输送带是一种粘性体，大型带式输送机在起动（制动）的不稳定阶段，驱动装置施加到输送带上的牵引力（制动力）及惯性力将以一定的波速在带内传播、叠加、反射，在输送带内引起多边的应力变化，若其瞬时峰值应力超过允许值，将会损伤输送带甚至使之破段，或使托辊、滚筒早期损坏，这要求有尽量小的起动（制动）加速度以降低起动（制动）时的冲击。现代带式输送机的起动加速度要求控制在0.1-0.3m/s2之间。大型带式输送机停车制动时在输送带上出现的应力变化有时甚至比起动时更剧烈。为了解决这一矛盾，缓解对电动机的冲击，常常使用液力偶合器、可控减速器、CST可控驱动系统。驱动装置是整个皮带输送机的动力来源，它由电动机、减速器、联轴器、逆止器、传动滚筒组成。驱动滚筒由一台或两台电机通过各自的联轴器、减速器、和链式联轴器传递转矩给传动滚筒。传动滚筒采用焊接结构，主轴承采用调心轴承，传动滚筒的机架与电机、减速器的机架均安装在固定大底座上面，电动机可安装在机头任一侧。 1.1电机的选用 电动机额定转速根据生产机械的要求而选定，一般情况下电动机的转速不低于500r/min，因为功率一定时，电动机的转速低，其尺寸愈大，价格愈贵，而效率较低。若电机的转速高，则极对数少，尺寸和重量小，价格也低。 1.2 CST可控驱动系统的选型 CST可控驱动系统是一种专用于重载带式输送机的完善驱动系统。它是集减速、离合、调速、电控、冷却、运行监控、自诊段于一体的液体粘性调速器与行星传动相结合的传动装置。具有软起动、软停车、双向过载保护、无级调速、解决多点驱动功率平衡、降低电动机容量、减少电动机起动次数、延长使用寿命、效率高、节能等特点。CST可控驱动系统主要由CST驱动减速器、CST电液控制器、油-空气热交换器、油泵组件及冷却控制器组成。 1.3联轴器 联轴器是机械传动中常用的部件。它用来把两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离；只有在机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形以及温度变化的影响等，往往不能保证严格的对中，而是存在着某种程度的相对位移。这就要求设计联轴器时，要从结构上采取各种不同的措施，使之具有适应一定范围的相对位移的性能。根据对各种相对位移有无补偿能力（即能否在发生相对位移条件下保持联接的功能），联轴器可分为刚性联轴器（无补偿能力）和挠性联轴器（有补偿能力）两大类。挠性联轴器又可按是否具有弹性元件分文无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器两个类别，本次只介绍有弹性元件的挠性联轴器中的蛇簧联轴器。蛇形弹簧联轴器属于一种结构先进的金属弹性变刚度联轴器，它靠蛇形弹簧钢片嵌入两半联轴器的齿槽内来传递扭矩，其主要零件有两个半联轴器、两半外罩，两个密封圈及蛇形弹簧片等。联轴器以蛇形弹簧片轴向嵌入两半联轴器的齿槽内来实现主动轴与从动轴的连接，运转时，是靠原动端齿面对簧片的轴向作用力带动从动端，从而来传递扭矩，这样避免了共振现象发生，且簧片在传递扭矩时所产生的弹性变形，使机械系统能获得较好的减振效果，其平均减振率达65以上。蛇形弹簧片采用优质弹簧钢制造，经严格的加工、处理、具有良好的机械性能，从而使联轴器的使用寿命比非金属弹性元件联轴器大为增长。 2.制动装置 2.1逆止器 2.1.1带式逆止器 带式逆止器适用于倾角18向上运输的带式输送机，当倾斜输送机停车时，在负载重力作用下，输送带逆转时将制动胶带带入滚筒与输送带之间，将滚筒楔住，输送带即被制动。带式逆止器结构简单、造价便宜。其缺点是制动时输送带要先逆转一段距离，造成机尾受载处堵塞溢料。头部滚筒直径越大，逆转距离就越长，因此对功率较大的输送机不宜采用。 2.1.2滚柱逆止器 滚柱逆止器也用于向上运输的带式输送机上，在输送机正常工作时，滚柱在切口的最宽处，不会妨碍星轮的运转；当输送机停车时，在负载重力的作用下，输送带带动星轮反转，滚柱处在固定圈与星轮切口的狭窄处，滚柱被楔住，输送带被制动。这种制动器制动迅速，平稳可靠，并且已系列化生产，可参考DTII型系列标准，按减速器选配。所许的扭矩一般不超过20kNm，但因其是安装在减速器的输出轴上，故适用于输送机的驱动电机容量较小的场合，功率范围为10kW-55kW。 2.1.3 DSN型逆止器 DSN型逆止器是一种适用于低速轴的大型防逆转装置。与其他同等力矩逆止装置相同的具有重量轻、结构紧凑、传力可靠、解脱容易、安装方便、安装精度要求不高等要点。是大型提升运输设备上首选的安全保护装置。 2.2制动器 2.2.1液压推杆制动器 液压推杆制动器对于向上或向下输送的带式输送机均可使用，安装在高速轴上，动作迅速可靠，带式输送机一般都装配有此种制动器。 2.2.2盘型制动器 盘型制动器利用液压油通过油缸推动闸瓦沿轴向压向制动盘，使其产生磨擦而制动。每套制动器有四个油缸，由一套液压系统统一控制。这种制动器多用于大功率、长距离强力式带式输送机及钢绳牵引带式输送机，可安装在高速轴上。这种制动器的特点是制动力矩大，散热性能好，油压可以调整，在工作中制动力矩可无极调节。 2.2.3制动装置的选型 制动器的选型要考虑以下几点 （1）机械运转状况。 计算轴上的负载转矩，并要有一定的安全储备。 （2）应充分注意制动器的任务。 根据各自不同的执行任务来选择，支持制动器的制动转矩，必须有足够储备，即保证一定的安全系数，对于全性有高度要求的机构需要装设双重制动器。 （3）制动器应能保证良好的散热功能。 防止对人身、机械及环境造成危害。 3.结语 在长运距、大倾角、高强度带式输送机的研究方面，国外己经取得了很多的成果。随着我国煤炭领域的逐步发展，大型及超大型煤矿和集团己成为发展趋势，采用大倾角带式输送机运输成为必然趋势，提高大倾角带式输送机设计水平势在行。 【参考文献】 [1]孙福群.长运距、大运量带式输送机头尾驱动控制技术浅析[J].中国煤炭，2011，（03）.