下運(yùn)帶式輸送機(jī)的應(yīng)用研究

朱恒博

摘 要:隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及能源的需求大大增加,煤礦行業(yè)隨之迅速發(fā)展,一些較為先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備得到廣泛的應(yīng)用,其中以下運(yùn)帶式輸送機(jī)為應(yīng)用典型。與上運(yùn)帶式輸送機(jī)或者水平運(yùn)輸機(jī)相比較,下帶式輸送機(jī)的運(yùn)量或者空運(yùn)量相對較少,廣泛使用具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢,但是如果在運(yùn)行時缺乏良好的保護(hù),很容易引發(fā)生產(chǎn)安全事故,因此本文深入研究了目前我國下運(yùn)帶式輸送機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀,并且具體介紹了下運(yùn)帶式輸送機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)、下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)以及下運(yùn)帶式輸送機(jī)軟起動的基本構(gòu)成以及安裝要點(diǎn),最后具體就常見故障提出具體的維護(hù)措施。

關(guān)鍵詞:下運(yùn)帶式輸送機(jī)應(yīng)用

中圖分類號:TD528.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)05(c)-0011-02

帶式的輸送機(jī)在煤礦的生產(chǎn)過程起到很大的作用,是一種重要的煤礦生產(chǎn)設(shè)備。近年來,隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及能源的需求大大增加,煤礦行業(yè)隨之迅速發(fā)展,一些較為先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備得到廣泛的應(yīng)用,其中以下運(yùn)帶式輸送機(jī)為應(yīng)用典型。這是由于帶式的輸送機(jī)在生產(chǎn)和技術(shù)上都能產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效應(yīng),不但能夠縮短建井的周期以及減少巷道工程的量,運(yùn)距也能大大縮短,總的上說能夠幫助節(jié)約開支,因此該項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用備受矚目。

1 下運(yùn)帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)

與普通的帶式運(yùn)輸機(jī)相比較,下運(yùn)帶式輸送機(jī)的部分組件是相同的,而與上運(yùn)的方式比較,主要有如下的特征:

1.1 電動機(jī)有兩種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)

一是當(dāng)輸送機(jī)空載或者少量裝載運(yùn)輸時,會因運(yùn)載物料的重力不足而不能克服整機(jī)的運(yùn)行阻力,導(dǎo)致只能以電動的辦法運(yùn)行;二是物料負(fù)載較多或者滿載時,物料重力的傾斜分力比傳輸機(jī)的運(yùn)行阻力大,由此導(dǎo)致二者之間產(chǎn)生加速力,促使動機(jī)以發(fā)電方的式運(yùn)行,然后產(chǎn)生電能。通常當(dāng)電動機(jī)的電磁反力矩與加速的力矩達(dá)到平衡時,輸送機(jī)就能按照一定的速度穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。但是如果是輸送機(jī)的負(fù)載嚴(yán)重超出,電動機(jī)就會超過傳輸機(jī)的顛覆力矩,就會令電動機(jī)失控,轉(zhuǎn)速不斷上升,反力矩下降,導(dǎo)致飛車出現(xiàn)。

1.2 電動機(jī)在發(fā)電狀態(tài)下進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換

電動機(jī)在電動的狀態(tài)下,能夠向電網(wǎng)輸送能量,電網(wǎng)就能吸收能量,在供電的回路中安裝一個電表,就能方便了解到輸送機(jī)消耗電能的情況,通常電動機(jī)的兩種狀態(tài)下電度表的轉(zhuǎn)向是不同的。

1.3 制動問題

制動問題作為下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)的重要技術(shù)要點(diǎn),相比于上運(yùn)形式,其制動所需能量大,制動的平穩(wěn)性要求很高,若是發(fā)生事故停電,電動機(jī)的制動力矩立即消失,導(dǎo)致輸送機(jī)加速運(yùn)行,容易導(dǎo)致飛車事件,因此,要求制動器能夠自動而且迅速地施加制動力矩,安全剎停輸送機(jī)。

2 下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)的基本構(gòu)成以及安裝要點(diǎn)

2.1 基本構(gòu)成

下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)的主要零件構(gòu)成如1所示,包括拉緊裝置、驅(qū)動裝置、輸送帶、滾筒、卸料器、托輥組、導(dǎo)料槽、機(jī)架、拉緊裝置、漏斗、安全防護(hù)裝置及電氣控制系統(tǒng)等。

2.2 安裝要點(diǎn)

2.2.1 準(zhǔn)備安裝工作

通常安裝下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)需要做好一些準(zhǔn)備工作,包括:(1)在準(zhǔn)備安裝的巷道上,首先需要確定運(yùn)輸機(jī)的安裝中心線以及機(jī)頭的具體安裝處,在頂部與底板標(biāo)出基準(zhǔn)點(diǎn)和安裝位置。(2)按照礦井的搬動情況,明確機(jī)器各組件解體的質(zhì)量與最大尺寸。(3)按照機(jī)器的具體長度,將巷道底板鋪平。(4)將較大的機(jī)器部件解體,并做上標(biāo)記,方便對號安裝。

2.2.2 鋪設(shè)工作

具體的鋪設(shè)工作包括:(1)為了防止巷道被堵塞,在安裝的時候,需要嚴(yán)格按照順序安裝機(jī)尾、機(jī)身、移動機(jī)尾裝置以及機(jī)頭傳動裝置。(2)安裝固定的部件,應(yīng)調(diào)整機(jī)頭、機(jī)尾和各滾筒的中心線放在同一直線上。(3)把中間架支腿在每隔3m的地方臥放在底板上,然后把下股帶鋪開放置在中間架支腿的開擋中央,再把各個中間架支腿豎立,將輸送帶撐起,安裝了下托輥之后,就可以用鋼性縱梁將各架連接,并把機(jī)身調(diào)整平直。(4)通常堅(jiān)持先下后上的準(zhǔn)則,鋪設(shè)下股帶的時候需要綜合中間架支腿的結(jié)構(gòu)來考慮。鋪設(shè)完下股帶,再鋪設(shè)上股帶。

3 下運(yùn)帶式輸送機(jī)的軟起動

3.1 軟起動裝備的選用要點(diǎn)

選擇軟起動裝置的需要考慮的要點(diǎn)有:(1)運(yùn)輸機(jī)的總體長度、高度以及具體負(fù)載量;(2)輸送機(jī)的所產(chǎn)生的高效性和經(jīng)濟(jì)性;(3)輸送機(jī)帶的速度。

3.2 軟起動的裝置

在我國的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中,最常用到的下運(yùn)帶式輸送機(jī)軟起動裝置多是以下幾種:

3.2.1 YKQ液控外施閘軟起動儀器

(1)YKQ液控外施閘軟起動裝置的結(jié)構(gòu)如圖2所示。動力機(jī)在齒輪減速機(jī)構(gòu)1降低速度后,傳遞給行星齒輪減速機(jī)構(gòu)2的中心輪6,經(jīng)行星機(jī)構(gòu)減速后由行星架輸出。浮動內(nèi)齒圈7與殼體8通過齒式聯(lián)軸器11聯(lián)接,制動盤3和殼體8聯(lián)合,所以三者有相同的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。制動閘4被管路12的油壓操控,因此油壓的可以控制制動閘4作用在制動盤3上的制動力矩,從而決定了制動盤3的運(yùn)轉(zhuǎn)速度,最終達(dá)到軟起動目標(biāo)。

3.2.2 調(diào)速型液力耦合器與限矩型液力耦合器

液力偶合器一般分為兩種,即:調(diào)速型液力耦合器與限矩型液力耦合器,這兩種軟起動設(shè)備都是以液體為介質(zhì)進(jìn)行功率傳遞的。通常限矩型的液力偶合器的充液量不會變化,能夠產(chǎn)生柔性聯(lián)軸節(jié)的作用,同時也能起到保護(hù)電機(jī)空載或者超載的作用,但是這種設(shè)備的起動加速度不能調(diào)控,多應(yīng)用于小型的輸送機(jī)。而調(diào)速型的液力偶合器,是依靠電動執(zhí)行器進(jìn)行勺管插入深度的調(diào)整,由此看出循環(huán)工作腔的充液量可調(diào)節(jié),從而能夠控制起動力矩,這種設(shè)備多應(yīng)用于傾角較大的傳輸機(jī)或者中大型輸送機(jī)。

3.2.3 CST可控驅(qū)動系統(tǒng)

CST可控制軟起動,多應(yīng)用長距離或者大運(yùn)量帶式輸送機(jī)。該系統(tǒng)具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、啟動平穩(wěn)、可調(diào)控加減速度等特點(diǎn)。具體的工作原理是調(diào)節(jié)離合器油壓,然后使得摩擦片生成油膜動力粘性,以此來傳達(dá)動力,并且嚴(yán)格控制減速器上輸出軸的轉(zhuǎn)動速度,這樣就能輸送機(jī)達(dá)到可控制起動狀態(tài)。雖說該系統(tǒng)適用于大型的帶式輸送機(jī),起到運(yùn)輸較大運(yùn)量的作用,但是設(shè)備需要投入的成本較高、操作要求高且調(diào)試程序復(fù)雜,維修、維護(hù)費(fèi)用也較高。

3.2.4 變頻調(diào)速裝置

變頻調(diào)速裝置的構(gòu)成組件包括:可控晶體管、功率器件、電抗器以及控制器。工作的原理是,憑借控制器對功率器件中的絕緣柵極進(jìn)行調(diào)節(jié),令入到功率器件的交流電源頻率改變。一般電動機(jī)轉(zhuǎn)速是n=60f/p,其中n是轉(zhuǎn)速、f是交流電源的頻率、p是極對數(shù),據(jù)此式得知,轉(zhuǎn)速和交流電源的頻率是成正比的,所以只需要對頻率變化的時間和頻率變化范圍進(jìn)行控制,就能讓輸送機(jī)正常且穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn),使輸送機(jī)能夠可控起動。從技術(shù)層面看,其操作關(guān)鍵是置好適合本帶式輸送機(jī)的啟動曲線。電動機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)是令大型帶式運(yùn)輸設(shè)備實(shí)現(xiàn)軟起動或者無級調(diào)速的理想辦法之一。

4 下運(yùn)帶式輸送機(jī)的裝置與制動

4.1 選擇制動裝置要點(diǎn)

選擇下運(yùn)帶式輸送機(jī)的制動裝置也要注意要點(diǎn)是選擇軟啟動裝置是一樣的,這里不贅述。

4.2 裝置

現(xiàn)階段我國應(yīng)用比較廣泛的帶式輸送機(jī)的制動裝置主要有以下幾種:

4.2.1 防爆自冷盤式的制動器

該種裝置的組成要素有:可控液壓站與機(jī)械盤閘,工作的基本原理為依靠制動器在工作盤上施加擦擦制動力,從而形成制動力矩,接著在液壓站調(diào)節(jié)制動器的油壓,就能實(shí)行制動力矩可控。

4.2.2 液粘制動裝置

該裝置又名為濕式制動器,主要依靠摩擦片在粘性液體中的摩擦力進(jìn)行力矩傳遞。多采用常閉式結(jié)構(gòu),包括主被動鼓、殼體、主從動摩擦片、彈簧、密封件以及控制油缸等組件。

4.2.3 液壓制動器

電動機(jī)要驅(qū)動液壓泵的時候,首先要輸出力矩,即是依靠輸送機(jī)設(shè)備帶動液壓泵,就能形成力矩。這時油泵對輸送機(jī)產(chǎn)生大小一樣的阻尼力矩,如果產(chǎn)生的阻尼力矩夠大,輸送機(jī)的制動功能得以實(shí)現(xiàn)。一般情況下,通過調(diào)控液壓制動裝置的油壓或者油流量,就能進(jìn)行實(shí)施良好的減速制動。但因?yàn)橐簤罕瞄L期都在高速運(yùn)轉(zhuǎn),其磨損嚴(yán)重,直接導(dǎo)致其使用期限縮短。

4.2.4 液力制動器

液力偶合器能夠傳達(dá)力扭,固定偶合器的渦輪可以使泵輪帶動的高速液流形成很大的阻力矩,然后令液力制動器減速。該裝置的構(gòu)成主要包括液壓冷卻控制、渦輪的液力制動偶合器以及帶泵輪等組件。

5 常見故障及維護(hù)措施

下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)在使用過程中常會出現(xiàn)一些故障,以下簡要分析常見故障和相應(yīng)的維護(hù)措施。

5.1 輸送帶跑偏

通常普通的帶式運(yùn)輸機(jī)的托輥大部分是使用懸掛絞接式,但下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)卻不適宜使用此種辦法。因?yàn)閼覓旖g接式托輥容易造成下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸帶出現(xiàn)跑偏。一旦輸送帶在輸送過程中出現(xiàn)跑偏問題,原本就向后傾斜的側(cè)輥會致使更加嚴(yán)重的跑偏。在現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)活動中,很多工程忽略了這個問題,常在下運(yùn)輸送機(jī)上使用懸掛絞接式托輥組,就會出現(xiàn)跑偏問題,從而導(dǎo)致傳輸時撒煤嚴(yán)重的現(xiàn)象,此外跑偏會令傳輸帶被撕裂或者發(fā)生咬邊,這就大大降低了傳輸帶的使用期限,同時也降低了傳輸?shù)男省＞唧w解決的措施有:①在裝載物料的時候嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,以免裝偏;②加裝清掃器,定期或不定期對滾筒或托輥表面的粘煤進(jìn)行清理。③運(yùn)行一段時間后要對托輥的位置或者滾筒進(jìn)行調(diào)整。④預(yù)防淋水,特別是裝煤的倉庫存在積水。⑤適時調(diào)整拉緊裝置,保持輸送帶在拉緊狀態(tài)。⑥精心操作接頭,確保接頭要和輸送帶的中心線相互垂直,接縫要緊密。⑦確保機(jī)尾架要穩(wěn)固牢靠。

5.2 超速問題

造成輸送機(jī)超速主要原因一是超載,二是出現(xiàn)電器故障。而超速可能導(dǎo)致飛車事故,產(chǎn)生的原因前面已經(jīng)闡述過,此處不贅述。而針對的行措施有:①嚴(yán)格控制給煤量,盡量安裝標(biāo)準(zhǔn)給煤設(shè)備。②將電氣保護(hù)裝置聯(lián)合液力制動裝置運(yùn)行,預(yù)防效果更好。

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