带式输送机的传动装置

李 锐，张思婉

(郑州铁路职业技术学院，河南 郑州 450052)

1 引言

1．1 带式输送机传动装置的现状

输送机的输送带分为普通和特殊两种结构。普通结构的输送带一般配备在固定式输送机以及可伸缩式的输送机上。特殊结构的输送带有以下几种:挡边输送带、旅客输送带、无输送带覆盖胶、钢绳牵引输送带、花纹输送带、防撕裂输送带等。带式输送机是一种常见的机械设备，其传动方式多为V带传动+齿轮传动，运行高效、连续、稳定。带式输送机主要是散状物料连续运输设备。

目前，法国现有的带式输送机的单机长度可以达到15km，输送带速度为8．4m/s，单滚筒的驱动功率可以达到1050kW/h，其年运量也可以达到4亿吨左右。在澳大利亚，很多超大规模的工厂以及大型的采矿企业都在使用输送机，多个传送带串联起来共同工作，可以传送上百公里。现在国内所使用的带式输送机正在向长距离、高运量、高效率的方向发展。虽然我国的带式输送机的分析与研制都是通过刚性理论来研究的，也有一定的高级安全系统(一般取n=10左右)以及规范方法，但是输送带不能只依靠简单的方法来解释，因为输送带是具有一定粘性特质的。长距离式的带式输送机的输送带安装有一个具有驱动功能的起、制动力的动态响应的复杂装置，其工作过程也是十分繁琐。所以如何有效地延长带式输送机的使用寿命，并同时可以确保其运行的可靠性，是带式输送机目前面临的最主要问题。传动装置的关键性技术主要可以影响输送机的技术性能，同时也会影响到企业的经济效益。目前，国际上的企业一般都是通过采用可控传动技术来解决输送机的传动问题。

1．2 研究带式输送机传动装置的意义

本文的研究意义在于控制带式输送机的传动装置在运动状态下的动态应力的峰值，预防发生断带事故，同时也可以降低输送装置的运行安全系数，有效延长机器的使用寿命，节约资金投入。随着带式输送机的可控传动技术的发展，可控传动装置在大型胶带运输机中已得到广泛应用，该传动装置以优越的性能、较小的体积、较高的传递功率逐步成为传动领域的主角。研究带式输送机的可控传动技术，可以为输送机领域的不断发展和进步提供一定的参考与借鉴。

2 可控传动技术

大型的带式输送机的传动需要有足够的传动时间，并且输送机的带速转动越高，其运送货物的距离也就越长，能够运输的货物量越大，与此同时所需要的工作时间就越多。假如传动时间不够，那么输送带与传动滚筒的张力比增大，输送带的初张力就松弛了，这使得在传动滚筒上面的输送带无法正常传动，甚至会出现打滑现象。在传动加速过程中，输送带经常会处于不稳定状态，发生粘弹性变形，会产生动张力。传送带的带速越高，就越会产生一系列的关联问题，张力加大，就会一瞬间损坏其他的装置元部件。所以必须在规定的时间内，有效控制输送带的传动加速度，保持输送机进行平稳的曲线运动。这样使得传动张力以及电流都保持在适当的范围内。带式输送机的软传动装置有以下几方面的特性:首先传动时间可以根据带式输送机主参数的变化来控制在适当的范围内，输送机实现满载传动;其次电动机可以实现空载传动，降低对电网的冲击;在多机驱动时软传动具有平衡功率的功能，同时具有过载保护功能。

3 带式输送机传送装置的性能分析

3．1 液粘性软传动装置

澳大利亚NM采矿国际有限公司的BOSS系统是专门研制位于重型输送机中减速器和电动机之间的，接受电动机传递的动力，驱动负载旋转，它适用于单机200～500kW的可控系统。在液粘性软传动装置内部，选用十几组由摩擦材料制成的内摩擦片和对耦摩擦片，这些摩擦片分别通过键轴与输出轴和齿与输入轴进行连接。要控制液粘软传动装置的输出转矩，可以通过控制活塞上的液压油压力来控制所剪切的油膜厚度来实现。

3．2 液力型软传动装置

调速型液力耦合器主要的工作原理首先是要将耦合器的工作腔内充入一定量的可以保证正常工作需要的工作液，然后电动机可以给工作轮泵轮一定的机械能，与此同时泵轮中的机械能就可以转化为液力能，从而使涡轮可以进行工作，涡轮的旋转活动可以继续转化出机械能，然后带动从动机工作，从而实现了从原动机到从动机之间的能量传递。调速型液力耦合器的调速功能主要是以电动机转速不变的情况为前提，通过改变液力耦合器内工作腔的工作液的充油量，从而使从动机可以进行软传动以及无级调速。电动机的单机功率只要不超过250kW/h，就可以让耦合器进行自然的冷却。相应的电动耦合器和执行器的电动操作器的连接负载变化的信号，也可以按照客户自身的要求配备自动测速装置，这样就可以实现测速装置的自动控制或调速遥控。

3．3 电气型软传动装置

电气型软传动装置变频调速装置主要由电抗器、控制器以及功率器件IGBT绝缘栅极可控晶体管组成。其主要的工作原理是用控制器来调节功率器件中的绝缘栅极可控晶体管，改变绝缘栅极可控晶体管进入功率器件的交流电源的频率，由于电动机的转速和交流电源的频率是成正比的，所以只要控制了交流电源频率的变化时间以及变化范围，就能够使输送机按照预先设定的速度曲线进行平稳传动，实现输送机的软传动。

3．4 机械式软传动装置

电气软传动器是三相异步电动机设计的一种全数字化智能传动设备，其中结合了电力电子技术、单片机技术和自动控制技术。电气软传动器有多种类型，但每种的工作原理都不一样。目前被应用最广泛的软传动装置主要是晶闸管软传动。其主要的工作原理为:首先要利用三相联晶闸管的移相控制原理，将三相联晶闸管串入电机与三相电源之间，然后改变三相联晶闸管触发角，在传动时电机端的电压会随着晶闸管的导通角逐渐上升的同时，电机转速也随之增大，直至达到满足传动转矩的要求而结束传动过程;电气软传动器的输出是一个平稳的升压过程，并且电机是在限定额度的电压下进行稳定工作;与此同时，在旁路接触器接通的状态下电机才可以进入到一个相对稳定的运行状态;停止工作时需要切断旁路接触器，三相晶闸管的供电电压就会慢慢降低，电机转速也相应地逐渐降低到零，到此就是一个停车的全过程。这样可以大大地降低对电动机电源的容量求，与此同时有效地减少了对供电电网的影响以及对机械传动的冲击。

［1］王岗．带式输送机的可控传动装置的研究现状［J］．中国新技术新产品，2010，10．

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