膠帶輸送機重載啟動加載困難原因分析及解決辦法

康克全

貴州省甕安縣天一礦業有限公司，中國·貴州 黔南 550400

1 引言

鹽井一礦主斜井膠帶輸送機采用了機械軟起動裝置啟動，至2013年9月投運以來一直能正常運行，空載和重載起機都能平穩勻速加載，但近期出現塊煤堵塞溜槽重載停機重新啟動加載困難，出現過流跳閘。根據設備情況和近期工況對主斜井膠帶輸送機重載起動加載困難的原因進行了分析。

2 主斜井膠帶情況介紹

主斜井膠帶輸送機主要參數見表1，膠帶纏繞方式見圖1。

表1 鹽井一礦主斜井膠帶輸送機情況簡介表

圖1 主斜井膠帶運輸機膠帶纏繞示意圖

3 MST 機械軟起動工作原理簡介

MST 機械軟啟動傳動裝置主要由可差動的行星齒輪傳動機構、輔助齒輪傳動機構和液粘制動器組成（如圖2所示）。

圖2 MST 機械軟啟動傳動裝置

操作者可根據需要，通過控制器設置所需要的加速度曲線和啟動時間。在收到啟動信號后，電機空載起動，達到額定轉速后，液壓系統開始增加液粘制動器上動靜摩擦片（如圖3所示）上的壓力。當摩擦片相互作用時，其輸出轉速將與液壓系統的壓力成正比。通過對液壓系統壓力的控制，使輸出軸的轉速按設定的加速度曲線加速到額定轉速[1]。

圖3 動靜摩擦片

當電機旋轉時，太陽輪驅動行星輪，行星輪自轉同時并帶動自由旋轉的內齒圈旋轉，此時與輸出軸為一體的行星架并不轉動（行星輪并不繞太陽輪公轉）。當通過壓力控制閥增加系統壓力時，液粘制動器的動摩擦片通過輔助齒輪傳動機構與內齒圈相連，其結果使內齒圈受到力矩作用，轉速受到控制，同時行星輪在內齒圈上滾動（行星輪圍繞太陽輪公轉）并驅動行星架（輸出軸）轉動，其轉速與內齒圈的轉速和為常數。

液粘制動器根據負載的實際運行情況，供給活塞不同的工作油壓，調整動、靜摩擦片間的間隙大小，從而控制制動器的制動扭矩。正常起動情況下（自動），控制油壓力的高低是通過比例閥來調定，比例閥是調節控制壓力油壓力的執行元件，它在PLC 的控制下，根據適時從安裝在動軸上的速度傳感器發出的速度信號，經過PID 邏輯運算，計算出比例閥下一步的動作增加值，從而實現制動器的全閉環自動控制。

4 主斜井膠帶加載困難時的運行參數和現象

①主斜井膠帶輸送機設計運輸量為260t/h，今年6月份將主斜井給煤機給煤量調整到了320t/h，9月下旬開始11403工作面進入斷層區域，原煤密度加大，給煤機給出相同體積的原煤重量增加[2]。

②主斜井膠帶輸送機2 臺電機啟動1 號驅動電機空載電流6A，2 號驅動電機空載電流7.7A，當軟啟動開始加載時，1 號驅動電機電流最高達到120A 跳閘，2 號驅動電機電流最高15A，同時皮帶集控系統報了斷帶故障。

5 膠帶輸送機加載失敗原因分析

①加大給煤機給煤量和11403 工作面進入斷層后膠帶上原煤的重量增加，導致1 號電機負荷超負荷。

②查詢皮帶集控系統后發現集控編程人員將電機啟動方式設為先空載啟動1 號電機，延時10s 后空載啟動2 號電機，再延時10s 后加載1 號MST，再延時10s 后加載2 號驅動MST。

③根據加載時現象發現1 號電機加載時電流達到額定電流5.2 倍，2 號電機電流只有額定電流的0.65 倍。集控系統報出的斷帶故障實際為2 號驅動滾筒打滑，因2 號MST 加載時電機仍然在運行，膠帶速度傳感器檢測沒有帶速，系統判定為斷帶。根據圖1所示，當1 號驅動加載時，2 號驅動不加載，所有負荷都有1 號驅動承擔，同時1 號驅動還要克服2 號滾筒和減速機的阻力。在1 號驅動加載過程中A 段膠帶為緊邊，B 段膠帶為松邊，2 號驅動延時10s 加載時膠帶還沒有帶速B 段膠帶為松邊，2 號驅動滾筒張緊力不足造成滾筒打滑，系統判定為斷帶停機保護[3]。

6 主斜井膠帶重載加載困難解決辦法

①根據圖1膠帶纏繞示意分析，將啟動順序改為2 號驅動先加載，對B段膠帶有一定的預緊力后立即加載1號驅動[4]。

②現場手動控制分別對2 臺驅動在膠帶輸送機空載情況下的加載電流進行了對比，電流對比參數見表2。

表2 兩臺驅動按不同順序加載時的電流對比

通過分析和對兩臺驅動不同加載順序時電流的對比發現先加載2 號驅動時的加載電流要比先加載1 號驅動時的電流小2.3 倍。聯系了中國重慶煤科員皮帶集控技術人員將啟動方式改為先啟動2 號電機延時10s 后啟動1 號電機，再延時8s后加載2 號MST，2 號MST 加載后延時2s 加載1 號MST。

③將主斜井給煤機給煤量調整到膠帶輸送機的額定運量。

7 結語

通過此次主斜井膠帶輸送機重載加載困難的原因分析，找出了前期集控系統控制過程中存在的問題，優化了啟動加載過程，降低了加載電流，解決了重載不能啟動的問題。