論礦井大功率膠帶輸送機(jī)的軟啟動(dòng)

王國(guó)強(qiáng)

摘 要

隨著煤炭開采事業(yè)的快速發(fā)展，礦井膠帶運(yùn)輸機(jī)使用壽命短、經(jīng)常出現(xiàn)故障的問(wèn)題引起了人們的高度重視。膠帶運(yùn)輸機(jī)是煤礦開采中常用的運(yùn)輸設(shè)備之一，其故障會(huì)造成煤礦開采停產(chǎn)，影響煤礦企業(yè)的產(chǎn)量，進(jìn)而影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)這一問(wèn)題，本文對(duì)膠帶運(yùn)輸機(jī)的工作原理、特點(diǎn)等進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，然后研究采用軟啟動(dòng)方式以降低膠帶運(yùn)輸機(jī)的故障發(fā)生率的方法。

【關(guān)鍵詞】大功率膠帶運(yùn)輸機(jī) 工作原理 軟啟動(dòng)方式

膠帶運(yùn)輸機(jī)是煤礦井下生產(chǎn)常用的運(yùn)輸設(shè)備，并且隨著煤炭開采技術(shù)的提高，開采規(guī)模的擴(kuò)大，膠帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)量更大、速度更快、強(qiáng)度更高，實(shí)現(xiàn)了多元化的發(fā)展。雖然，膠帶運(yùn)輸機(jī)取得了很大的發(fā)展成就，但是其故障發(fā)生率卻居高不下，嚴(yán)重影響了煤礦企業(yè)的正常生產(chǎn)，為解決這一問(wèn)題，相關(guān)學(xué)者提出了采用軟啟動(dòng)方式減少運(yùn)輸機(jī)各部件受到的沖擊，從而降低運(yùn)輸機(jī)故障發(fā)生率，提高使用壽命。

1 大功率膠帶運(yùn)輸機(jī)分析

膠帶運(yùn)輸機(jī)又叫做皮帶運(yùn)輸機(jī)，是工業(yè)生產(chǎn)中用來(lái)運(yùn)輸生產(chǎn)原料、產(chǎn)品等物料的運(yùn)輸設(shè)備。通常情況下，膠帶運(yùn)輸機(jī)主要由機(jī)架、托輥、滾筒、電動(dòng)機(jī)、皮帶等構(gòu)件組成。在工作中，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)滾筒運(yùn)動(dòng)，然后驅(qū)動(dòng)滾筒依靠與皮帶之間的摩擦力帶動(dòng)皮帶運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也帶動(dòng)皮帶上的貨物運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)貨物的運(yùn)輸。

膠帶運(yùn)輸機(jī)是一種運(yùn)輸量大、運(yùn)輸效率高的連續(xù)運(yùn)送設(shè)備，同時(shí)膠帶運(yùn)輸機(jī)憑借其便于自動(dòng)化控制的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為煤礦生產(chǎn)中必不可少的設(shè)備之一。然而，在煤礦生產(chǎn)中膠帶運(yùn)輸機(jī)工作環(huán)境惡劣，且工作負(fù)荷較大，因此膠帶運(yùn)輸機(jī)也經(jīng)常出現(xiàn)故障。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐分析，造成膠帶運(yùn)輸機(jī)故障率高、使用壽命短的主要原因是膠帶運(yùn)輸機(jī)的啟動(dòng)方式。一般來(lái)說(shuō)，膠帶運(yùn)輸機(jī)啟動(dòng)時(shí)，其運(yùn)行速度在很短的時(shí)間內(nèi)就可以達(dá)到最大，因此機(jī)器啟動(dòng)的一瞬間運(yùn)輸機(jī)各構(gòu)件都承受著巨大沖擊力，再加上運(yùn)輸機(jī)工作中產(chǎn)生的較大振動(dòng)，所以膠帶運(yùn)輸機(jī)在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用后經(jīng)常出現(xiàn)各種故障。

為解決膠帶運(yùn)輸機(jī)故障率高、壽命短的問(wèn)題，相關(guān)技術(shù)人員提出了運(yùn)輸機(jī)軟啟動(dòng)方式。所謂軟啟動(dòng)是指在運(yùn)輸機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)中安裝特殊的啟動(dòng)裝置，從而減少運(yùn)輸機(jī)啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的沖擊力，減少運(yùn)輸機(jī)各構(gòu)件的震蕩，進(jìn)而提高運(yùn)輸機(jī)的可靠性，降低故障發(fā)生率，提高運(yùn)輸機(jī)的使用壽命。

2 運(yùn)輸機(jī)軟啟動(dòng)裝置分析

使用軟啟動(dòng)裝置可以確保運(yùn)輸機(jī)平穩(wěn)啟動(dòng)，降低啟動(dòng)力矩，從而減少對(duì)各構(gòu)件的沖擊，減少疲勞損害，降低運(yùn)輸機(jī)的故障發(fā)生率。然而，膠帶運(yùn)輸機(jī)對(duì)軟啟動(dòng)裝置也有一定的要求。

運(yùn)輸機(jī)之所以能夠啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)提供的啟動(dòng)力矩大于傳動(dòng)滾筒的逆轉(zhuǎn)阻力，而這種逆轉(zhuǎn)阻力的大小在運(yùn)輸機(jī)滿載和空載時(shí)是不相同的。例如：運(yùn)輸機(jī)滿載時(shí)，傳動(dòng)滾筒逆轉(zhuǎn)阻力的90%是運(yùn)送材料的運(yùn)行阻力，此時(shí)啟動(dòng)力矩只有達(dá)到額定力矩的90%運(yùn)輸機(jī)才會(huì)運(yùn)動(dòng)。然而，運(yùn)輸機(jī)啟動(dòng)力矩從0到90%需要一定的時(shí)間，這段時(shí)間越長(zhǎng)運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的無(wú)功熱量越多對(duì)運(yùn)輸機(jī)構(gòu)件的損壞越大。

通過(guò)以上分析發(fā)現(xiàn)，運(yùn)輸機(jī)在啟動(dòng)時(shí)要有一定的延遲時(shí)間以減少膠帶瞬間受到張力，進(jìn)而減少各構(gòu)件受到?jīng)_擊力，減緩各部件的損毀，提高運(yùn)輸機(jī)的使用壽命。因此我們?cè)谶x擇運(yùn)輸機(jī)軟啟動(dòng)裝置時(shí)需要考慮到裝置能夠否將膠帶瞬間承受的張力控制在合適范圍內(nèi)。

3 常見運(yùn)輸機(jī)軟啟動(dòng)裝置分析

3.1 液力耦合器

液力耦合器是當(dāng)前運(yùn)用最為廣泛的軟啟動(dòng)裝置，該裝置可以有效的改變運(yùn)輸機(jī)的啟動(dòng)性能，并且增加運(yùn)輸機(jī)的啟動(dòng)力矩，起到很好的軟啟動(dòng)效果。一般來(lái)說(shuō)，液力耦合器包括調(diào)速型以及限矩形兩種。

第一，調(diào)速型液力耦合器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，由渦輪、泵輪、渦輪軸、泵輪軸、外殼等構(gòu)件組成。同時(shí)，調(diào)速型液力耦合器還具備以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：該裝置可以使運(yùn)輸機(jī)空載啟動(dòng)；該裝置的啟動(dòng)時(shí)間可以根據(jù)運(yùn)輸機(jī)的具體參數(shù)進(jìn)行調(diào)整；使用該裝置的運(yùn)輸機(jī)啟動(dòng)加速度較為穩(wěn)定；該裝置可以有效減緩運(yùn)輸機(jī)各構(gòu)件受到的沖擊，從而延緩運(yùn)輸機(jī)的損壞，提高設(shè)備使用壽命。

第二，限矩形液力耦合器與調(diào)速型耦合器相比，其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，并且該裝置同樣具備一定的優(yōu)點(diǎn)：該裝置能夠最大限度的提高運(yùn)輸機(jī)電機(jī)的啟動(dòng)能力，從而確保運(yùn)輸機(jī)在重載情況下順利啟動(dòng)；該裝置的啟動(dòng)電流較小，且啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間較短，從而有效避免電動(dòng)機(jī)因過(guò)載而損壞；該裝置結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，同時(shí)在工作中只需要簡(jiǎn)單維護(hù)即可，工作可靠性高。

3.2 粘滯離合器

粘滯離合器又叫做油膜離合器，該裝置在工作中會(huì)改變離合器之間的距離，從而改變離合器中的粘性液體以改變運(yùn)輸機(jī)的啟動(dòng)力矩。粘滯離合器一般由液壓系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等組成，與液力耦合器相比其具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：該裝置能夠通過(guò)與電動(dòng)機(jī)的良好匹配，確保運(yùn)輸機(jī)在重載情況下的順利啟動(dòng)；該裝置可以通過(guò)摩擦片的開脫實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)的空載啟動(dòng)；該裝置通過(guò)對(duì)油壓大小的控制以改變運(yùn)輸機(jī)的啟動(dòng)加速度；另外，該裝置還可以有效平衡各運(yùn)輸機(jī)電動(dòng)機(jī)的功率，從而減少過(guò)高功率對(duì)電網(wǎng)的沖擊。

3.3 變頻調(diào)速裝置

變頻調(diào)速裝置也是一種比較常用實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)軟啟動(dòng)的裝置，由于該裝置可以對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)流、過(guò)載、過(guò)壓、短路等保護(hù)，因此使用該系統(tǒng)后可以直接將電動(dòng)機(jī)與運(yùn)輸機(jī)減速器進(jìn)行連接。

另外，該裝置除了能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)輸機(jī)的軟啟動(dòng)，降低運(yùn)輸機(jī)的故障發(fā)生率以外，還有很高的適應(yīng)性，可以被廣泛應(yīng)用在各種煤礦開采工作中。

3.4 新型軟啟動(dòng)裝置

近年來(lái)，相關(guān)技術(shù)人員或者組織一直在研究新型的膠帶運(yùn)輸機(jī)軟啟動(dòng)裝置，并且取得了一定的成果。例如：美國(guó)一家電氣設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)研究了一種專門用于重載膠帶運(yùn)輸機(jī)的啟動(dòng)系統(tǒng)——CST可控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)全部采用計(jì)算機(jī)控制，并且將離合器裝在低速軸上，從而提高了減速器的使用壽命，使系統(tǒng)更加可靠，軟啟動(dòng)效果更好。

另外，近來(lái)也出現(xiàn)了一種電子軟啟動(dòng)裝置，該裝置采用的技術(shù)更加先進(jìn)、性能更加穩(wěn)定、抗干擾能力更強(qiáng)，具有更廣闊的應(yīng)用前景。

4 結(jié)語(yǔ)

降低膠帶運(yùn)輸機(jī)的故障發(fā)生率，提高機(jī)械使用壽命已經(jīng)成為眾多生產(chǎn)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，而當(dāng)前最常采用的方法是實(shí)現(xiàn)膠帶運(yùn)輸機(jī)的軟啟動(dòng)。本重點(diǎn)對(duì)帶式運(yùn)輸機(jī)常用的軟啟動(dòng)運(yùn)輸裝置進(jìn)行了分析，為生產(chǎn)企業(yè)提高運(yùn)輸機(jī)使用壽命，減少生產(chǎn)成本等作出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

平煤集團(tuán)八礦機(jī)電四隊(duì) 河南省平頂山市 467000endprint