带式输送机的技术现状及发展趋势

王 鹏

中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司

带式输送机的技术现状及发展趋势

王 鹏

中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司

随着机电控制技术地不断更新与发展，带式输送机的驱动技术及系统日益多样化。设备智能化、大型化是现阶段高产、高效矿井和火力发电厂对带式输送机提出的要求，也是带式输送机的发展趋势。目前，我国煤矿和火力发电厂的带式输送机输送带宽度已达2400mm，带式输送机运转速度超过5m/s，运输散料能力已超过3200m3/h。随着带式输送机运输能力的不断提高，相配套的驱动技术及系统也相应发展，本文将针对目前常见的带式输送机驱动技术及装置评价比较，并提出带式输送机驱动技术及系统的发展方向。

带式输送机；技术现状；发展趋势

中国情报网的预测报告，中国今后带式输送机的输送量要提高，速度要提高到4m/s～6m/s，输送长度对于可伸缩带式输送机要达到3000m，对于钢绳芯强力带式输送机需加长至5000m以上，单机驱动功率要求达到1000kW～1500kW。带式输送机是一种连续式输送设备，在煤矿井下和火力发电厂输送原煤是一种主要运输设备，是开采量较大矿井和输送量较大火力发电厂必备的输送设备。随着带式输送机输送量、速度、长度、功率的提高，在配电和控制系统方面的要求也随之提升，PLC与变频器的结合实现了多台皮带机的联合运转，实现了重载平稳起动、低速验带及各种保护、监控等。

1 我国管状带式输送机研究现状

20世纪80年代，我国第一台管状带式输送机由太原重型机械学院设计，吉林市机械厂制造，用于吉林市化工厂。同期，淮南煤矿机械厂引进日本普利司通专利制造技术。继淮南煤矿机械厂，四川自贡运输机械厂、北京国家电力建设研究所、中国华电工程集团公司等单位也同普利司通公司进行合作，承担了管状带式输送机项目在中国地区的生产与开发。长沙重型机械厂(现长沙重型机器制造有限责任公司)联合德国柯赫公司开展并促进管状带式输送机在中国地区的设计研发和推广工作。国内已投入运营的管状带式输送机达几十条。近几年我国管状输送机的发展达到了当今世界先进水平。

2001年10月在贵阳举行了第一届“环保型连续输送设备——圆管带式输送机”专题研讨会，表明管状带式输送机技术在国内开始逐渐得到工程界重视。2002年12月27日，公布了管状带式输送机标准JB/T10380—2002《圆管带式输送机》，该标准适用于采用多个托辊布置成正多边形，以迫使输送带形成管状，输送松散物料的管状带式输送机。

通过对圆管带式输送机的性能分析，太原科技大学王鹰等教授提出了圆管带式输送机的设计计算的一般方法，并对以输送机压陷阻力为主的主要运行阻力进行了初步的研究，建成了测试管状输送带弯曲刚度的试验台。对采用标准槽型输送带代替管状带式输送机的专用输送带进行了探讨研究，分析了该方案的可行性以及设计过程中的注意事项，现在可以采用普通织物芯输送带代替专用管状输送带。北京新技术开发中心提出应用管状带式输送机在高度低、运量小等场合进行垂直提升，并得到了应用。

2 发展趋势

2.1 CST驱动设备

CST是著名汽车制造公司。CST的工作原理为：在电机施加负荷之前对电机进行空载驱动，行星齿轮传动的内圈安设有粘液离合器，此时输出转轴并不转动；当电机逐渐达到额定功率后，黏液离合器接触片的间隙宽度由液压控制，从而CST实现了方便控制输出功率及力矩的功能。离合器在控制系统的精确调控下平稳逐级启动。CST驱动设备的优点是可靠性能高、软启动控制稳定、输出效率高、占用空间小等特点。此外，CST驱动设备能够保证多驱动单元电机的效能平衡，应用技术较为成熟，也可在高荷载条件下启动。但是，CST驱动设备价格较高，并且要求依赖其指定品质的油品；进口设备一旦出现故障，初级用户维修、维护较为困难。

2.2 液力耦合器

液力耦合器工作原理为通过液体作为传力介质实现转速的改变，因此它也称为软启动装置。通过控制耦合器涡轮间的液体压强，实现对输出转轴转速的控制。液力耦合器的工作优点为：柔性传力、初级用户即可操作、内部结构简洁、抗冲击荷载与循环荷载性能好。液力耦合器也可用于多电机启动，可实现逐台启动，避免电流瞬间过大。但是，它本质上属于机械调速装置，功率损失较高；同时油压因外力做工温度升高，需要大量冷却水循环降温。液压变速的普遍缺点为速度不太稳定、调速精度较差，且不能在负载情况下启动电机。

2.3 变频控制驱动系统

变频装置有“交流电－直流电－交流电”与“交流电－交流电”两类。“交流电－直流电－交流电”变频装置首先将交流电转变为直流电，再利用逆变器将直流电又转换为变频变压的交流电。“交流电－直流电－交流电”变频装置优点为功率因数高、谐波电流小，无需谐波吸收装置。“交流电－直流电－交流电”变频装置启动与制动稳定性好，调速频段广，可实现无级变速，可在负载状况下稳定启动。但是其体积较大，需占用较大安置空间。“交流电－交流电”变频装置能够将额定频率恒压变为变频变压，因此功率因数不高，对局部网路电流电压有较大影响。

管状带式输送机的扭转严重时，会加速输送带和托辊的磨损，甚至造成输送带撕裂等严重后果。通过对管状带式输送机输送带扭转原因的分析可以看出，输送带的扭转是不可避免的，需要人为干预进行纠偏，因此研究具有良好自纠偏功能的装置对提高管状带式输送机的运行稳定性及可靠性意义重大。

结束语

随着环保意识的逐渐增强，在散状物料运输领域，管状带式输送机的作用和地位将逐步提高，其应用范围将越来越广泛。如何提高管状带式输送机运行的效率和可靠性逐渐成为新的研究方向。

[1] 张钺.新型圆管带式输送机设计手册[M].北京：化学工业出版社，2006.

[2] 王鹰.日本石桥公司的圆管带式输送机[J].起重运输机械，1991(1).

[3] 王鹰，杜群贵，韩刚，等.环保型连续输送设备——圆管状带式输送机[J].机械工程学报，2003(1).