論礦井大功率膠帶輸送機的軟啟動

王國強

摘 要

隨著煤炭開采事業的快速發展，礦井膠帶運輸機使用壽命短、經常出現故障的問題引起了人們的高度重視。膠帶運輸機是煤礦開采中常用的運輸設備之一，其故障會造成煤礦開采停產，影響煤礦企業的產量，進而影響企業的經濟效益。針對這一問題，本文對膠帶運輸機的工作原理、特點等進行了簡單分析，然后研究采用軟啟動方式以降低膠帶運輸機的故障發生率的方法。

【關鍵詞】大功率膠帶運輸機 工作原理 軟啟動方式

膠帶運輸機是煤礦井下生產常用的運輸設備，并且隨著煤炭開采技術的提高，開采規模的擴大，膠帶運輸機的運量更大、速度更快、強度更高，實現了多元化的發展。雖然，膠帶運輸機取得了很大的發展成就，但是其故障發生率卻居高不下，嚴重影響了煤礦企業的正常生產，為解決這一問題，相關學者提出了采用軟啟動方式減少運輸機各部件受到的沖擊，從而降低運輸機故障發生率，提高使用壽命。

1 大功率膠帶運輸機分析

膠帶運輸機又叫做皮帶運輸機，是工業生產中用來運輸生產原料、產品等物料的運輸設備。通常情況下，膠帶運輸機主要由機架、托輥、滾筒、電動機、皮帶等構件組成。在工作中，電動機帶動驅動滾筒運動，然后驅動滾筒依靠與皮帶之間的摩擦力帶動皮帶運動，同時也帶動皮帶上的貨物運動，從而實現貨物的運輸。

膠帶運輸機是一種運輸量大、運輸效率高的連續運送設備，同時膠帶運輸機憑借其便于自動化控制的優勢已經成為煤礦生產中必不可少的設備之一。然而，在煤礦生產中膠帶運輸機工作環境惡劣，且工作負荷較大，因此膠帶運輸機也經常出現故障。經過大量的實踐分析，造成膠帶運輸機故障率高、使用壽命短的主要原因是膠帶運輸機的啟動方式。一般來說，膠帶運輸機啟動時，其運行速度在很短的時間內就可以達到最大，因此機器啟動的一瞬間運輸機各構件都承受著巨大沖擊力，再加上運輸機工作中產生的較大振動，所以膠帶運輸機在經過長時間使用后經常出現各種故障。

為解決膠帶運輸機故障率高、壽命短的問題，相關技術人員提出了運輸機軟啟動方式。所謂軟啟動是指在運輸機啟動系統中安裝特殊的啟動裝置，從而減少運輸機啟動時產生的沖擊力，減少運輸機各構件的震蕩，進而提高運輸機的可靠性，降低故障發生率，提高運輸機的使用壽命。

2 運輸機軟啟動裝置分析

使用軟啟動裝置可以確保運輸機平穩啟動，降低啟動力矩，從而減少對各構件的沖擊，減少疲勞損害，降低運輸機的故障發生率。然而，膠帶運輸機對軟啟動裝置也有一定的要求。

運輸機之所以能夠啟動運轉，是因為電動機提供的啟動力矩大于傳動滾筒的逆轉阻力，而這種逆轉阻力的大小在運輸機滿載和空載時是不相同的。例如：運輸機滿載時，傳動滾筒逆轉阻力的90%是運送材料的運行阻力，此時啟動力矩只有達到額定力矩的90%運輸機才會運動。然而，運輸機啟動力矩從0到90%需要一定的時間，這段時間越長運輸機的傳動系統產生的無功熱量越多對運輸機構件的損壞越大。

通過以上分析發現，運輸機在啟動時要有一定的延遲時間以減少膠帶瞬間受到張力，進而減少各構件受到沖擊力，減緩各部件的損毀，提高運輸機的使用壽命。因此我們在選擇運輸機軟啟動裝置時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。

3 常見運輸機軟啟動裝置分析

3.1 液力耦合器

液力耦合器是當前運用最為廣泛的軟啟動裝置，該裝置可以有效的改變運輸機的啟動性能，并且增加運輸機的啟動力矩，起到很好的軟啟動效果。一般來說，液力耦合器包括調速型以及限矩形兩種。

第一，調速型液力耦合器結構比較復雜，由渦輪、泵輪、渦輪軸、泵輪軸、外殼等構件組成。同時，調速型液力耦合器還具備以下幾個優點：該裝置可以使運輸機空載啟動；該裝置的啟動時間可以根據運輸機的具體參數進行調整；使用該裝置的運輸機啟動加速度較為穩定；該裝置可以有效減緩運輸機各構件受到的沖擊，從而延緩運輸機的損壞，提高設備使用壽命。

第二，限矩形液力耦合器與調速型耦合器相比，其結構比較簡單，并且該裝置同樣具備一定的優點：該裝置能夠最大限度的提高運輸機電機的啟動能力，從而確保運輸機在重載情況下順利啟動；該裝置的啟動電流較小，且啟動持續時間較短，從而有效避免電動機因過載而損壞；該裝置結構比較簡單，同時在工作中只需要簡單維護即可，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輸機的啟動力矩。粘滯離合器一般由液壓系統、傳動系統以及控制系統等組成，與液力耦合器相比其具備以下幾個特點：該裝置能夠通過與電動機的良好匹配，確保運輸機在重載情況下的順利啟動；該裝置可以通過摩擦片的開脫實現運輸機的空載啟動；該裝置通過對油壓大小的控制以改變運輸機的啟動加速度；另外，該裝置還可以有效平衡各運輸機電動機的功率，從而減少過高功率對電網的沖擊。

3.3 變頻調速裝置

變頻調速裝置也是一種比較常用實現運輸機軟啟動的裝置，由于該裝置可以對電動機進行過流、過載、過壓、短路等保護，因此使用該系統后可以直接將電動機與運輸機減速器進行連接。

另外，該裝置除了能夠實現運輸機的軟啟動，降低運輸機的故障發生率以外，還有很高的適應性，可以被廣泛應用在各種煤礦開采工作中。

3.4 新型軟啟動裝置

近年來，相關技術人員或者組織一直在研究新型的膠帶運輸機軟啟動裝置，并且取得了一定的成果。例如：美國一家電氣設備生產企業開發研究了一種專門用于重載膠帶運輸機的啟動系統——CST可控驅動系統。該驅動系統全部采用計算機控制，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，使系統更加可靠，軟啟動效果更好。

另外，近來也出現了一種電子軟啟動裝置，該裝置采用的技術更加先進、性能更加穩定、抗干擾能力更強，具有更廣闊的應用前景。

4 結語

降低膠帶運輸機的故障發生率，提高機械使用壽命已經成為眾多生產企業關注的焦點，而當前最常采用的方法是實現膠帶運輸機的軟啟動。本重點對帶式運輸機常用的軟啟動運輸裝置進行了分析，為生產企業提高運輸機使用壽命，減少生產成本等作出了應有的貢獻。

參考文獻

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[3]張拴俊.淺議MST系列軟啟動裝置在皮帶運輸機的應用[J].數字技術與應用，2012（3）.

作者單位

平煤集團八礦機電四隊 河南省平頂山市 467000endprint