淺談煤礦用帶式輸送機驅(qū)動形式

楊健

【摘 要】驅(qū)動部是煤礦用帶式輸送機的動力來源。電動機通過聯(lián)軸器、減速器帶動傳動滾筒轉(zhuǎn)動，依靠滾筒和輸送帶之間的摩擦力使輸送帶運動。本文簡單扼要的分析我國目前煤礦用帶式輸送機常用的幾種驅(qū)動形式，并論述了用帶式輸送機驅(qū)動設置中的部件工作原理、應用特點、優(yōu)缺點以及適用范圍等。

【關(guān)鍵詞】帶式輸送機；驅(qū)動方式

目前煤礦用帶式輸送機常用的驅(qū)動形式有以下幾種：

一、Y型電動機+聯(lián)軸器+減速器

Y型電動機+聯(lián)軸器+減速器是煤礦用帶式輸送機最簡單的驅(qū)動方式，具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝堅固、可靠性高、維護工作量小、維修費用低等優(yōu)點。其缺點是電動機啟動時對電網(wǎng)沖擊大。一般用在功率為45kW以下、機器長度小于150m的帶式輸送機上。加速力矩不能控制，起動電流大。而且，在多電動機驅(qū)動的情況下很難調(diào)控各個電動機的負荷分配，使用范圍是一般小型帶式輸送機。

二、電動滾筒

通常煤礦用的電動滾筒分為內(nèi)裝式電動滾筒和外裝式電動滾筒兩種：

（一）內(nèi)裝式電動滾筒是內(nèi)裝式電動滾筒由于電動機安裝在滾筒內(nèi)部，電動機散熱性較差，一般用在功率為30kW以下、機器長度小于150m的帶式輸送機上。其與外裝式電動滾筒相比較，具有外觀整齊，在粉塵大、潮濕泥濘等惡劣環(huán)境下仍能正常工作的特點。

（二）外裝式電動滾筒是將減速器與傳動滾筒融為一體，電機與之懸臂直聯(lián)型的結(jié)構(gòu)設計，并與滾筒剛性聯(lián)接。電動機散熱性較好，一般用在功率為45kW以下、機器長度小于150m的帶式輸送機上。其具有結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠、維修費用低、維護方便、驅(qū)動裝置和傳動滾筒合二為一等優(yōu)點。其缺點是軟起動性能差，電動機啟動時對電網(wǎng)沖擊大。可靠性比Y型電動機+聯(lián)軸器+減速器驅(qū)動方式要差些。

三、Y型電動機+限矩型液力偶合器+減速器

Y型電動機+限矩型液力偶合器+減速器是煤礦用帶式輸送機上使用最為廣泛的一種驅(qū)動裝置。這種啟動方式可以改善帶式輸送機的起動性能，并具有輔助腔或后附腔等限矩措施，能夠限制超載力矩使其升至一定范圍后不再升高，從而保護電動機作用，能提高電動機和工作機構(gòu)的壽命，平衡各電動機的功率輸出。限矩型液力耦合器是利用液力來傳遞功率（力矩）的裝置，采用液力耦合器傳動可使驅(qū)動部的機械特性變軟，從而改善機器的起動性能，增大起動力矩。

限矩型液力耦合器的特點是運轉(zhuǎn)前充入一定量的工作液體，在運轉(zhuǎn)期間，其充液量不能改變。同一型號的液力耦合器所傳遞的功率隨充液量變化而不同，充液量越多，傳遞功率就越大。根據(jù)運行功率的需要，充液率（腔體中實際充液量與腔體總?cè)莘e的比值）可在40%～ 80%內(nèi)選定。由于限矩型液力耦合器設有輔助腔，運行時輔助腔中可存有部分液體，因而工作腔內(nèi)的充液量可在一定范圍內(nèi)變化，從而使其性能發(fā)生變化。

其優(yōu)點是：性價比高，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，維護工作量小，維修費用低，保護電動機過載，多臺電動機驅(qū)動時，能平衡電機功率，可分臺延時啟動，減小帶式輸送機起動時對電網(wǎng)的沖擊，可靠性高，價格低，是機長小于1500m的帶式輸送機的首選驅(qū)動方式。其缺點是：軟起動性能較差，不宜用于下運帶式輸送機及要求具有調(diào)速功能的帶式輸送機。

四、Y型電動機+調(diào)速型液力偶合器+減速器

Y型電動機+調(diào)速型液力偶合器+減速器是煤礦用大型帶式輸送機常用的一種驅(qū)動方式，一般用在機器長度大于800m的長距離大型帶式輸送機上。可以更好的通過張緊系統(tǒng)控制皮帶的拉長情況，減小電機起動電流，大幅度減少起動過程中的皮帶張緊力，可降低強度。 調(diào)速型液粘軟啟動可以適用于各種場合的使用，保證煤礦用帶式輸送機的平穩(wěn)、勻加速起動。對于長運距、大運量、高帶速的大型輸送機使用效果顯著。液粘軟啟動是一個多盤液壓離合器。輸出轉(zhuǎn)矩通過控制液壓單元來實現(xiàn)。通過改變作用在離合器上的液壓來改變輸出轉(zhuǎn)矩，從而符合設計的起動或者停車要求。

其優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)較簡單，維護工作量較小，電動機空負荷啟動，保護電動機過載，多臺電動機驅(qū)動時，可分臺延時啟動，減小帶式輸送機啟動時對電網(wǎng)的沖擊，可靠性較高，軟啟動性能較好，具有啟動可控性能，即啟動時間可控、啟動速度曲線可控，價格較低。其缺點是；液力偶合器啟動時，由于液力偶合器工作腔油量變化和速度變化曲線為非線性關(guān)系且具有置后性，所以可控性動態(tài)響應慢，做閉環(huán)控制難度較大，有時有滲油現(xiàn)象發(fā)生。不宜用于下運帶式輸送機及要求具有調(diào)速功能的帶式輸送機。

五、高速直流電動機+減速器

高速直流電動機+減速器驅(qū)動方式是一種具有調(diào)速功能的驅(qū)動方式，一般用在要求具有調(diào)速功能的大型帶式輸送機上。其優(yōu)點是：軟起動性能良好，起動時速度曲線線性可控，停車時速度曲線線性可控，電氣制動性能好，可無級變速，可控性能優(yōu)良，可做閉環(huán)控制，可靠性較高。其缺點是：價格十分昂貴，可控硅整流系統(tǒng)復雜，電控設備占地面積大，功率因數(shù)低，直流電動機有滑環(huán)，電刷磨損大，維護工作量較大，目前無防爆型，在煤礦井下無法使用。

六、繞線電動機+減速器

繞線電動機+減速器有三種控制方式，第一種控制方式為繞線電動機串頻敏電阻或水電阻；第二種控制方式為繞線電動機串金屬電阻；第三種控制方式為繞線電動機串級調(diào)速。第一種控制方式無調(diào)速功能，且電動機不能頻繁啟動，一般用在機器長度大于500m且電動機不頻繁啟動的帶式輸送機上；第二種控制方式無調(diào)速功能，但電動機可以頻繁啟動，配可控硅動力制動后，是下運帶式輸送機最常用的驅(qū)動方式；第三種控制方式具有調(diào)速功能，可做閉環(huán)控制，一般用在機長大于1000m的長距離，且要求具有調(diào)速功能的大型帶式輸送機上。

其優(yōu)點是：第一、二種控制方式，結(jié)構(gòu)簡單，維護工作量較小，軟起動性能較好，價格較低，起動時對電網(wǎng)沖擊小，可靠性高，可控性能好；第三種控制方式，動力制動性能優(yōu)良。其缺點是：第一、二種控制方式啟動和停車時能耗較大；第三種控制方式系統(tǒng)復雜，且有被交-交變頻或交-直-交變頻替代的趨勢。

七、變頻調(diào)速電動機+減速器

變頻調(diào)速電動機+減速器有二種控制方式，第一種控制方式為交-交變頻，第二種控制方式為交-直-交變頻。交-交變頻系統(tǒng)功率因數(shù)較，在啟動、運行中將會產(chǎn)生較大的高次諧波，對電網(wǎng)造成污染。電動機的頻繁起動也將對電網(wǎng)會造成較大的無功沖擊，必須對此進行綜合治理。相對交-直-交變頻設備投資較低。交-直-交變頻系統(tǒng)由于在裝置中設有濾波單元和補償單元，功率因數(shù)大于0.9，高次諧波分量很小，不會造成諧波污染，無需專門設置諧波吸收和無功補償裝置，但單機功率大于2000kW的交-直-交變頻傳動系統(tǒng)國內(nèi)目前尚不能生產(chǎn)，設備及備件必須進口，相對交-交變頻設備投資較高。一般用在要求具有調(diào)速功能的大型帶式輸送機上。

其優(yōu)點是：軟起動性能優(yōu)良，起動時速度曲線線性可控，停車時速度曲線線性可控，電氣制動性能好，可無級變速，可控性能優(yōu)良，可做閉環(huán)控制，可靠性高。其缺點是：價格十分昂貴，電控設備占地面積大，目前單機功率大于400kW無防爆型，在煤礦井下無法使用。

八、Y型電動機+CST驅(qū)動裝置

Y型電動機+CST驅(qū)動裝置是美國道奇公司專為帶式輸送機設計的，具有較高可靠性的機電一體化驅(qū)動裝置，一般用在機長大于1000m的長距離大型帶式輸送機上。其優(yōu)點是：軟起動性能良好，起動時速度曲線線性可控，停車時速度曲線也可控，可做閉環(huán)控制，電動機空負荷起動，結(jié)構(gòu)簡單，維護工作量小，多臺電動機驅(qū)動時，可分臺延時啟動，減小帶式輸送機起動時對電網(wǎng)的沖擊。其缺點是：對維修工及潤滑油要求高，設備價格高。不宜用于下運帶式輸送機及要求具有調(diào)速功能的帶式輸送機。

總而言之，實際應用中，可根據(jù)煤礦用帶式輸送機的需要，選擇合適的驅(qū)動裝置。一般來說，使用最少數(shù)量設備的最簡單的驅(qū)動是最好的驅(qū)動方式。