大功率长距离胶带机的选型
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[摘 要]文章对大功率长距离胶带机的选型作出简要研究，供业内人士参考。
[关键词]大功率；长距离胶带机；选型
中图分类号：F31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）06-0367-01
1启动方式选择
1.1软启动方式
软启动方式就是对设备的启动过程进行控制，按其预定的、合理的启动加速度启动。例如，输送胶带机启动，公式：FQ=FZ+∑M·a式中：
FQ——启动时输送机的圆周力
FZ——正常运行时输送机的圆周力
∑M——输送机总的等效质量（包括其上的货物）
a——启动加速度
由上式可见，启动加速度大，启动时的圆周力越大。启动所需的功率越大，传动系统本身所受到的启动冲击越大，对关键零部件破坏力就越大。使用“软启动”技术，可以有效降低启动加速度，从而减少启动时输送机的圆周力，减少对设备的冲击，同时可以使电动机逐台空载启动，减小启动电流对电网的冲击。目前，淮南矿业集团潘三矿井下在用主运胶带机采用的软启动装置共分为两大类，分别为机械类软启动装置，有CST装置和液体粘性软启动装置。
1.2液体黏性软启动
液粘型软启动装置是根据液体粘性传动原理设计的传动装置。液粘离合器功率传递的主体部件是两组彼此穿插的摩擦片，润滑油从其中强制通过。两组摩擦片中的一组称主动摩擦片（主动摩擦片可以轴向移动），与输入轴接连，另一组称从动磨擦片，与输出轴连接，通过控制离合器工作活塞的油压来改变两组摩擦片（对偶片）的间距，从而增减它们之间的粘着力，完成液粘离合器的调速功能。液粘型“软启动”装置的优势是投资较小，但是缺点明显，减速器和软启动装置分开布置，还需要单独设置液压站，占地面积大，没有功率平衡装置。
1.3调速型液力偶合器软启动
調速型液力偶合器是通过工作液传递能量的，泵轮通过输入轴与电机相连，蜗轮通过输出轴与减速器相连。工作时，在偶合器工作腔中充满工作液，当输入轴带动泵轮旋转时，进入工作腔的工作液在叶片的带动下，由于离心力的作用沿泵轮的内侧流向外缘，形成高压高速环流冲击蜗轮，使蜗轮随泵轮同向转动。工作液在蜗轮中由外缘流向内侧的过程中减压减速，转换成机械能，通过输出轴输出，带动减速器工作。周而复始，实现从电机到减速器的能量传递。
1.4 CST软启动
CST软启动系统是由美国道奇公司研制开发的一种专为大型胶带机配套的带有电液反馈控制及齿轮减速器、在低速轴端装有线性、湿式离合器的新型机电一体化软启动系统。该装置通过比例阀及控制系统，实现软启动与功率平衡，是集减速、离合、调速于一体的传动装置。主要由机械传动系统、电气控制系统、风冷热交换器、油泵系统及冷却控制系统等5部分组成。在传动稳定阶段CST与液力偶合器不同，CST的反应盘像液压制动器一样安全锁住，不会产生滑差，没有效率损失。CST是惟一能保证在紧急停车或突然断电时提供可控停车的驱动系统。
电液控制系统是CST系统的“大脑”，它对整个硬件系统提供完整的控制。主要包括电控器、液压控制器、数字测速器等；通过固态数字逻辑电路提供准确的加速度控制，整个工作过程通过计算机工作站编程控制及屏幕显示。采用CST软启动系统，用户可根据实际需要，通过控制器设置所需要的加速度曲线和启动时间。在收到启动信号后，电机空载启动，达到额定速度后，液压系统开始增加离合器反应系统的压力。当反应盘相互作用时，其输出扭矩与液压系统的压力成正比。设在输出轴上的速度传感器检测出转速并反馈给控制系统，该速度信号与控制系统设置的加速度曲线比较，其差值将用于调整反应盘的压力，从而确保稳定的加速度曲线的斜率。
一部胶带机的驱动系统可由1台电机和1台CST装置组成，也可以由多台电机和多台CST装置组成 。当驱动电机达到满转速时，控制系统逐渐增加到每台CST离合器上的液压压力，启动胶带机并逐渐加速到满速度，使得胶带机在达到满速度之前有一个缓慢的预拉伸过程。加速阶段的持续时间可在10～160s之间进行调整。
1.5可控硅软启动
可控硅软启动系统是通过控制可控硅的相位角来实现对启动电压的控制，从而实现降压启动。可控硅软启动系统的电压控制范围更广，一般在20%～100%Ue之间，使启动电流由原来高出正常运行的6～10倍降到2～3倍，因此，其启动性能优越于传统意义上的降压启动。可控硅主回路是采用3对反并联、利用全数字技术实现对电机启动电压、电流的控制，从而实现胶带机软启动。
2长距离胶带机电控方案
长距离胶带机由于其线路长、惯性大，其启停控制是本控制系统的关键所在。由于起动时间长，要求低速性能好，所以选用高性能的调速驱动方式，即速度闭环矢量控制。同时多机驱动采用适当的速度跟随控制策略，取得了理想的速度同步和功率平衡效果。
由控制系统PLC给定函数发生器，给出优化的“S”型曲线起动图，作为变频器主驱动的速度给定信号，同时主驱动接收来自电机轴编码器的脉冲信号，作为速度负反馈信号。主传动速度输出将跟随“S”给定曲线上升，而主传动输出电流控制信号给从驱动，实现电流调节和功率平衡。长距离胶带机正常停车过程为：胶带卸料完毕，控制系统PLC给出正常停车指令，胶带速度按“S”曲线开始下降，当速度降低到允许机械抱闸时，各驱动装置断电停车。
3胶带机选型注意的事项
①胶带机在选择输送带时，一定要符合用途特征。特殊条件，要用特殊性能的输送带。
②在进行具体设计时，认真研究输送量、距离、速度及宽度的关系，对运输系统做出合理设计，对输送带宽度做出合理选择。
③胶带机计算中初张力的计算，安全系数的核定，不打滑条件的校验计算至关重要，关系着设计的成功与否，因此也是设计重点问题。
4胶带机的操作规程与维护
4.1设备的正常使用
①不得将胶带机用来完成设计规定以外的任务；②不允许超载运行；③应使各安全报警装置处于完好状态；④通往紧急停机开关的通道应无障碍物，定期检查这些开关是否处于完好状态；⑤各转载处应有足够的照明设施；⑥人易接近的挤夹处及重锤拉紧装置下部应设防护栅。
4.2操作方面注意事项
①严格按照规程进行操作；②驱动装置的调整及各种安全保护装置的调整应由专职人员操作进行；③输送机运转过程中，不得对输送带、托辊、滚筒进行人工清扫、拆换零部件或进行润滑保养；④不得随意触动各种安全保护装置；⑤运行中操作人员应巡回检查，密切注意设备运行情况，特别注意主电机温升、噪声，主制动器的动作正常与否，制动轮的接触状态，减速器的油位、噪声，输送带是否跑偏及损伤情况，各轴承处的温升和噪声，转载点的转载状态，漏斗有无阻塞，滚筒、托辊、清扫器、拉紧装置的工作状态，电控设备的工作状态；⑥操作人员发现设备运行异常时，应做好记录，紧急情况时应立即停机。
5结束语
大运量、长距离、实现水平转弯、合理使用胶带张力、降低物料输送能耗等将会是胶带机发展的趋势，其选型合理与否至关重要，需要业内人士更为深入的研究。
参考文献
[1]苏接明.大功率长距离胶带机的选型[J].煤矿开采，2009，14（03）：83-84+7.
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