浅谈煤矿用带式输送机驱动形式

杨健

【摘 要】驱动部是煤矿用带式输送机的动力来源。电动机通过联轴器、减速器带动传动滚筒转动，依靠滚筒和输送带之间的摩擦力使输送带运动。本文简单扼要的分析我国目前煤矿用带式输送机常用的几种驱动形式，并论述了用带式输送机驱动设置中的部件工作原理、应用特点、优缺点以及适用范围等。

【关键词】带式输送机；驱动方式

目前煤矿用带式输送机常用的驱动形式有以下几种：

一、Y型电动机+联轴器+减速器

Y型电动机+联轴器+减速器是煤矿用带式输送机最简单的驱动方式，具有结构简单、安装坚固、可靠性高、維护工作量小、维修费用低等优点。其缺点是电动机启动时对电网冲击大。一般用在功率为45kW以下、机器长度小于150m的带式输送机上。加速力矩不能控制，起动电流大。而且，在多电动机驱动的情况下很难调控各个电动机的负荷分配，使用范围是一般小型带式输送机。

二、电动滚筒

通常煤矿用的电动滚筒分为内装式电动滚筒和外装式电动滚筒两种：

（一）内装式电动滚筒是内装式电动滚筒由于电动机安装在滚筒内部，电动机散热性较差，一般用在功率为30kW以下、机器长度小于150m的带式输送机上。其与外装式电动滚筒相比较，具有外观整齐，在粉尘大、潮湿泥泞等恶劣环境下仍能正常工作的特点。

（二）外装式电动滚筒是将减速器与传动滚筒融为一体，电机与之悬臂直联型的结构设计，并与滚筒刚性联接。电动机散热性较好，一般用在功率为45kW以下、机器长度小于150m的带式输送机上。其具有结构紧凑、性能可靠、维修费用低、维护方便、驱动装置和传动滚筒合二为一等优点。其缺点是软起动性能差，电动机启动时对电网冲击大。可靠性比Y型电动机+联轴器+减速器驱动方式要差些。

三、Y型电动机+限矩型液力偶合器+减速器

Y型电动机+限矩型液力偶合器+减速器是煤矿用带式输送机上使用最为广泛的一种驱动装置。这种启动方式可以改善带式输送机的起动性能，并具有辅助腔或后附腔等限矩措施，能够限制超载力矩使其升至一定范围后不再升高，从而保护电动机作用，能提高电动机和工作机构的寿命，平衡各电动机的功率输出。限矩型液力耦合器是利用液力来传递功率（力矩）的装置，采用液力耦合器传动可使驱动部的机械特性变软，从而改善机器的起动性能，增大起动力矩。

限矩型液力耦合器的特点是运转前充入一定量的工作液体，在运转期间，其充液量不能改变。同一型号的液力耦合器所传递的功率随充液量变化而不同，充液量越多，传递功率就越大。根据运行功率的需要，充液率（腔体中实际充液量与腔体总容积的比值）可在40%～ 80%内选定。由于限矩型液力耦合器设有辅助腔，运行时辅助腔中可存有部分液体，因而工作腔内的充液量可在一定范围内变化，从而使其性能发生变化。

其优点是：性价比高，结构简单紧凑，维护工作量小，维修费用低，保护电动机过载，多台电动机驱动时，能平衡电机功率，可分台延时启动，减小带式输送机起动时对电网的冲击，可靠性高，价格低，是机长小于1500m的带式输送机的首选驱动方式。其缺点是：软起动性能较差，不宜用于下运带式输送机及要求具有调速功能的带式输送机。

四、Y型电动机+调速型液力偶合器+减速器

Y型电动机+调速型液力偶合器+减速器是煤矿用大型带式输送机常用的一种驱动方式，一般用在机器长度大于800m的长距离大型带式输送机上。可以更好的通过张紧系统控制皮带的拉长情况，减小电机起动电流，大幅度减少起动过程中的皮带张紧力，可降低强度。 调速型液粘软启动可以适用于各种场合的使用，保证煤矿用带式输送机的平稳、匀加速起动。对于长运距、大运量、高带速的大型输送机使用效果显著。液粘软启动是一个多盘液压离合器。输出转矩通过控制液压单元来实现。通过改变作用在离合器上的液压来改变输出转矩，从而符合设计的起动或者停车要求。

其优点是：结构较简单，维护工作量较小，电动机空负荷启动，保护电动机过载，多台电动机驱动时，可分台延时启动，减小带式输送机启动时对电网的冲击，可靠性较高，软启动性能较好，具有启动可控性能，即启动时间可控、启动速度曲线可控，价格较低。其缺点是；液力偶合器启动时，由于液力偶合器工作腔油量变化和速度变化曲线为非线性关系且具有置后性，所以可控性动态响应慢，做闭环控制难度较大，有时有渗油现象发生。不宜用于下运带式输送机及要求具有调速功能的带式输送机。

五、高速直流电动机+减速器

高速直流电动机+减速器驱动方式是一种具有调速功能的驱动方式，一般用在要求具有调速功能的大型带式输送机上。其优点是：软起动性能良好，起动时速度曲线线性可控，停车时速度曲线线性可控，电气制动性能好，可无级变速，可控性能优良，可做闭环控制，可靠性较高。其缺点是：价格十分昂贵，可控硅整流系统复杂，电控设备占地面积大，功率因数低，直流电动机有滑环，电刷磨损大，维护工作量较大，目前无防爆型，在煤矿井下无法使用。

六、绕线电动机+减速器

绕线电动机+减速器有三种控制方式，第一种控制方式为绕线电动机串频敏电阻或水电阻；第二种控制方式为绕线电动机串金属电阻；第三种控制方式为绕线电动机串级调速。第一种控制方式无调速功能，且电动机不能频繁启动，一般用在机器长度大于500m且电动机不频繁启动的带式输送机上；第二种控制方式无调速功能，但电动机可以频繁启动，配可控硅动力制动后，是下运带式输送机最常用的驱动方式；第三种控制方式具有调速功能，可做闭环控制，一般用在机长大于1000m的长距离，且要求具有调速功能的大型带式输送机上。

其优点是：第一、二种控制方式，结构简单，维护工作量较小，软起动性能较好，价格较低，起动时对电网冲击小，可靠性高，可控性能好；第三种控制方式，动力制动性能优良。其缺点是：第一、二种控制方式启动和停车时能耗较大；第三种控制方式系统复杂，且有被交-交变频或交-直-交变频替代的趋势。

七、变频调速电动机+减速器

变频调速电动机+减速器有二种控制方式，第一种控制方式为交-交变频，第二种控制方式为交-直-交变频。交-交变频系统功率因数较，在启动、运行中将会产生较大的高次谐波，对电网造成污染。电动机的频繁起动也将对电网会造成较大的无功冲击，必须对此进行综合治理。相对交-直-交变频设备投资较低。交-直-交变频系统由于在装置中设有滤波单元和补偿单元，功率因数大于0.9，高次谐波分量很小，不会造成谐波污染，无需专门设置谐波吸收和无功补偿装置，但单机功率大于2000kW的交-直-交变频传动系统国内目前尚不能生产，设备及备件必须进口，相对交-交变频设备投资较高。一般用在要求具有调速功能的大型带式输送机上。

其优点是：软起动性能优良，起动时速度曲线线性可控，停车时速度曲线线性可控，电气制动性能好，可无级变速，可控性能优良，可做闭环控制，可靠性高。其缺点是：价格十分昂贵，电控设备占地面积大，目前单机功率大于400kW无防爆型，在煤矿井下无法使用。

八、Y型电动机+CST驱动装置

Y型电动机+CST驱动装置是美国道奇公司专为带式输送机设计的，具有较高可靠性的机电一体化驱动装置，一般用在机长大于1000m的长距离大型带式输送机上。其优点是：软起动性能良好，起动时速度曲线线性可控，停车时速度曲线也可控，可做闭环控制，电动机空负荷起动，结构简单，维护工作量小，多台电动机驱动时，可分台延时启动，减小带式输送机起动时对电网的冲击。其缺点是：对维修工及润滑油要求高，设备价格高。不宜用于下运带式输送机及要求具有调速功能的带式输送机。

总而言之，实际应用中，可根据煤矿用带式输送机的需要，选择合适的驱动装置。一般来说，使用最少数量设备的最简单的驱动是最好的驱动方式。