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输送机技术

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矿用皮带输送机发展的技术前瞻
作者:输送机械设备网  发布于:2014-10-13 11:35:46  浏览量:
 
 [摘要]为了实现输送机可控启(制)动、中间驱动、功率平衡、带速同步、自动张紧与机尾自移以及各种保护装置、通信与信号联络等综合功能的要求,国外大型皮带输送机都已采用高档PLC可编程序控制器。

  (1)动态分析技术
  对皮带输送机运行过程的动态特性进行分析,涉及基础理论和现代先进技术,是综合性的高新技术。德国、美国、日本等国较早开展动态特性研究,并已在实际工程中应用。应用动态分析技术优化设计大型皮带输送机,安全系数最小可达4.8。国产输送机未经动态特性分析,即使使用了可控启动装置,其安全系数也需要取到8左右。官地矿即将使用的一条大型皮带输送机使用了可控启动装置,安全系数仍须取8.02,只能选用ST3500钢丝绳芯强力输送带。如果采用动态设计,光输送带一项就可节省费用600多万元,经济效益相当可观。掌握动态分析技术,可使我国皮带输送机技术水平有一个质的飞跃,应尽快开展这方面的研究工作。
  (2)可控启动技术
  大型皮带输送机启动是个加速过程,输送带发生粘弹性变形而产生动张力。当带速越高、启动时间越短时,启动加速度与输送带粘弹性变形就越大,动张力也越大,严重时就会损坏输送带与其它元部件。
  (3)下运制动技术
  下运皮带输送机在正常运转时,借助电动机转子达到同步转速时产生的反力矩来限制输送带速度的提高。但当停机或电源中断时,由于失去控制,会造成滚料或飞车事故,故必须进行制动。制动过程是个减速过程,同样存在输送带变形与储存能量的释放问题,如控制不当,除了发生滚料、飞车事故外,还会损坏输送带及元部件,严重时可能发生输送带的折叠现象。
  (4)自动张紧技术
  在确保输送带最小初拉力能满足挠度要求的条件下,驱动滚筒趋人点和奔离点的张力比应为定值。要求启动张紧力与额定张紧力的比值1.4~1.5,允许波动±10%;在正常工作过程中为0.9~1.1。
  (5)中间驱动技术
  采用中间驱动可以降低输送带的最大张力,降低输送带的强度要求,由于单元驱动装置小型化,不仅搬运、安装方便,而且还可减少安装空间,使巷道的拓宽量大为减少。中间驱动有两种:直线摩擦式与滚筒卸载式。直线摩擦式采用子带输送机向母带输送机输入功率,不但投资较大,且装拆子带输送机工作量大,影响工作面的推进,因而可伸缩皮带输送机大多采用滚筒卸载式中间驱动。中间驱动的关键技术是驱动装置的负荷分配及各驱动装置的启动顺序和时间间隔。目前国内外多采用液力调速装置来解决。
  (6)高速托辊技术
  在输送能力相同的前提下,提高带速比加大带宽有利于节省设备投资费用。为了安全起见,带速一般控制在4~5m/s。带速提高后,托辊转速和旋转阻力增大,使用寿命降低。标准规定,托辊转速不得超过600r/min。
  提高托辊质量对降低能耗、节省费用、增加运行可靠性具有很大的意义。托辊的使用寿命主要取决于轴承的性能,轴承摩擦阻力约占托辊旋转阻力的1/4~1/8,托辊常用204、205系列滚动轴承。国产轴承的性能与英国、西德等国基本相同。
  (7)机尾快速自移技术
  高产高效工作面,要求可伸缩皮带输送机机尾在不停机的条件下快速移动。现在国外自移机尾都配置液力驱动履带行走机构,其动力由支架泵站供应。我国已引进了几十台,但还没有自己设计和制造的快速自移机尾。
  (8)皮带输送机运人技术
  英国煤矿有近千台载人皮带输送机、前苏联顿巴斯煤矿1998年就有140台载人运货输送机投入使用。1969年,兼运煤和人员、倾角大于18°的上山钢绳牵引带式输送机在本溪彩屯煤矿投入使用。随着长距离皮带输送机技术的不断发展,煤矿越来越需要解决一机多用途技术,运人技术的研究成为当前急需解决的问题之一。
  (9)电控与监测自动化技术
  为了实现输送机可控启(制)动、中间驱动、功率平衡、带速同步、自动张紧与机尾自移以及各种保护装置、通信与信号联络等综合功能的要求,国外大型皮带输送机都已采用高档PLC可编程序控制器,开发了先进的程序软件与综合电源继电器控制技术以及数据采集、处理、存储、传输,故障诊断与查寻等完整的自动监控系统,除了自动监控输送机的可控启(制)动、带速同步与功率平衡等外,还对各种保护与安全装置、输送带张力、传动滚筒与托辊轴承温度、输送带接头强度、输送量计量等实行监测。国产皮带输送机采用中档PLC可编程序控制器来控制输送机的整个工作过程,没有自动监控装置、没有故障诊断与查寻,也没有人员呼救的功能。
  (10)CST的国产化技术
  CST是最好的可控启动技术,迫切需要国产化。2001年8月国家科技部将动态软起动装置课题下达给了上海分院,目前正在研制中。
  (11)双电机差动软启动传动技术
  2001年上海分院研制了“双电机差动软启动传动系统”,这种软启动传动系统主要由大功率主电动机、小功率辅助电动机、差动行星传动机构等组成,能够在零至额定转速的范围内实现无级调速,并且能够在低速状态下可靠和稳定地长期工作,能够实现大功率机械的软启动、软停车、大范围无级调速、过载自动保护以及多驱动功率平衡等多种功能。不仅能够有效地节约电能,延长电动机和相关电器设备的使用寿命,也大大降低了对变压器和空气开关等设备的选型要求。与国内外常用的软启动装置相比,这种软启动装置还有以下特点:传动效率高,发热量小;工作可靠,使用寿命长;机械和控制系统简单,维护成本低等。它在大功带式输送机及其重载机构的启动控制方面属国际领先,填补了国内空白,可替代复杂昂贵的进口产品,有十分广泛的应用前景。
  (12)变频防爆技术
  变频调速具有优越的软启动、软停止特性。在空载验带状态下,变频器可在5%-100%额定带速范围内任意调整电机工作转速。由于变频器采用无速度传感器矢量控制方式,低频运转最大可输出150%额定转矩,因此最适于输送机“重载启动”特性。多电机驱动时其负载均衡精度很高。当输送机载荷变化较大时,变频调速节能效果明显。


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