論煤礦井下膠帶輸送機驅動技術

朱海生

摘要：本文主要介紹國內外帶式輸送機技術現狀；分析煤礦井下可伸縮式膠帶輸送機在驅動部分、自動張緊部分、自移機尾部分等部位的結構特點。

關鍵詞：可伸縮式膠帶輸送機；驅動；張緊；自移式機尾

一、國內外煤礦用帶式輸送機現狀

（一）國內煤礦用帶式輸送機的現狀

80年代末期以來，我國的煤礦用帶式輸送機有了很大的發展，對帶式輸送機關鍵部分的研究和產品開發都取得了可喜的成果。輸送機產品系列不斷增多，適用多種用途的各種皮帶機應運而生。如大傾角帶式輸送機成套設備、高產高效工作面順槽可伸縮式帶式輸送等新型帶式輸送機系列產品，并對帶式輸送機的關鍵技術及其主要元部件進行了理論研究和產品開發，較以前有了極大的提高。

（二）國外煤礦用帶式輸送機的現狀

國外帶式輸送機的發展主要表現為兩方面：（1）帶式輸送機的功能多元化、應用范圍擴大化。如高傾角帶式輸送機、管狀帶式輸送機、空間轉彎帶式輸送機等；（2）帶式輸送機本身的技術和裝備有了巨大的發展，尤其是長距離、大運量、高帶速等大型輸送機已成為其發展的主要方向。在煤礦井下由于受環境條件的限制，通常使用的帶式輸送機關鍵技術與裝備有以下特點：

1.設備大型化，其主要技術參數與裝備均向著大型化發展，以滿足年產300-500萬噸以上高產高效集約化生產的需要。

2.應用動態分析技術和機電一體化，計算機監控等高新技術，采用各種軟起動與自動張緊技術，對輸送機進行動態監測與監控，大大降低了輸送帶的張緊力，輸送機始終處于最佳運行狀態，設備性能好，運輸效率高。

3.采用多機驅動與中間驅動及其功率平衡、輸送機變向運行等技術，使輸送機單機運行長度在理論上不受限制，并確保了輸送系統設備的通用性、互換性及其單元驅動的可靠性。

4.新型，高可靠性關健元部件技術，如多種先進的大功率驅動裝置與調速裝置，高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效儲帶裝置、快速自移機尾裝置等。

（三）國內外帶式輸送機技術的差距

與國外相比，國內帶式輸送機的機型一般都偏小，特別是帶速通常不超過4m/s，對高帶速輸送機及其動態設計與計算機監控等關鍵技術問題缺乏實踐經驗，由于帶速普遍較低，許多設計單位仍沿用以前的靜態設計法，用加大輸送帶安全系數的方法來提高設計的可靠性，其結果是不僅增大了設備成本，而且降低了設備運行的可靠性。此外，我國的輸送機制造企業大都追求小而全的模式，未能像國外一樣形成大規模的元部件生產廠和加工中心，以至元部件的設計和制造都得不到有效提高。

二、井下可伸縮式膠帶輸送機各部位的結構特點

為滿足高產高效采煤工作而產生的需要，我國開發研制了大功率、長運距的順槽可伸縮式帶式輸送機，并已經在井下開始應用。新的機型在驅動裝置、自動張緊裝置、自移機尾等部分都較以前的機型有了很大的發展和跨越，其運距、運量、輸送速度、整機功率都較以前有了很大的提高。

（一）新型驅動裝置

可伸縮式帶式輸送機的驅動裝置由電動機、行星齒輪減速器、調速型液力偶合器、制動器和油箱等組成。由于采用平行于輸送機的布置方式，不需要開拓硐室，節省了大量基建費用，其特點：

1.電動機實現空載啟動

利用液力偶合器的調速特性，實現電動機的空載啟動，從而降低了啟動電流的持續時間，減小了啟動電流的平均值，并減小了電機啟動時對電網的沖擊。在多電機啟動時，還可以控制多電機按照預定的時間間隔循環啟動，避免了多電機同時啟動對電網的沖擊。

2.利用電動機的啟動能力實現滿載啟動

根據煤礦上的實際使用要求，要求輸送機具有滿載啟動能力，過去一般采用增大電動機的功率來滿足啟動要求，采用調速型液力偶合器后，根據其特性曲線，可以利用電動機的尖峰力矩實現輸送機的啟動。

3.實現軟啟動

采用調速型液力偶合器并配上電機調節裝置，可實現軟啟動。無論輸送帶滿載還是空載，均可使電機空載啟動，然后輸送帶緩慢均勻加速，加速度控制在0.1-0.3m/s2。

4.減少帶式輸送機的動張力

通過控制帶式輸送機的啟動加速度，大幅度降低帶式輸送機的動張力，降低輸送帶的選用強度，輸送帶的安全系數可以控制在7∽8，因此，輸送帶成本大大降低，節約大量投資。

5.多電機驅動時能實現功率平衡

采用調速型液力偶合器后可以通過改變其充油量，調整各驅動單元的輸出功率，從而實現各電機的功率平衡。

6.驅動單元結構緊湊，效率高

在驅動單元的功率大于200kw時，采用行星齒輪減速器，能有效減小驅動單元的尺寸。其次，行星齒輪減速器具有比一般減速器更高的傳動效率。

（二）中間驅動技術、自動張緊裝置和自移式機尾

1.采用中間驅動技術

采用中間驅動裝置，可以根據輸送機長度的變化選擇中間驅動單元的個數，避免由于輸送機長度的變化引起的驅動功率的過剩和不足，可以有效的降低輸送帶的張力。與集中驅動相比，改善輸送帶的受力狀況，降低輸送帶的選用強度等級，從而降低成本，滿足井下順槽運輸距離變化的需要。同時，在總驅動功率不變的情況下，使用中間驅動，可以使驅動單元功率減小，使驅動機元部件小型化、通用化，具有很好的互換性。

2.采用自動張緊裝置

自動張緊裝置由電機、制動器、減速器、鋼絲繩滾筒等組成。采用大拉力張緊裝置張緊輸送帶，同時配備張力傳感器測定輸送帶的拉力，當輸送帶張力發生變化，超過輸送機的正常運行范圍時，自動張緊裝置迅速運作，調整輸送帶張力，保證輸送機的正常運行。自動張緊裝置與自移機尾配合使用，可實現在輸送機不停機的條件下，進行輸送機機尾的移動和輸送帶的伸縮，大大的提高了輸送機的輸送效率。

3.采用自移式機尾

可伸縮帶式輸送機采用油缸步進式自移機尾后，配以輸送帶自動張緊系統，可以實現在輸送機不停機的條件下移動機尾，減少輸送機的輔助工作時間和停機時間，縮短輸送機機尾的受料長度，簡化機尾與工作面轉載機的搭接，提高輸送機機尾的移動速度。

4.采用輸送帶自動調節裝置

采用輸送帶自動調節裝置，實現輸送皮帶的自動調節，解決了由于輸送機長度變化時，需要去掉一段輸送帶時的輸送帶卷帶問題，縮短卷帶時間，減少輸送機的輔助工作時間。

三、結束語

可伸縮帶式輸送機由于成功的使用了軟啟動、中間驅動、自移機尾等技術，其技術性能較以前的和常規的帶式輸送機有很大提高，基本能滿足現有的高產、高效采煤工作面的需要，同時仍在不斷的完善和改進，以適應未來生產對順槽輸送的需要。

參考文獻

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[2]宋偉剛、彭兆行，現代長距離帶式輸送機的現狀及問題[J].工程技術，2015（12）.

[3]沈興，大功率長距離可伸縮帶式輸送機[J].自動化應用，2017，（1）.

（作者單位：山東魯泰控股集團有限公司鹿洼煤礦）