論煤礦井下膠帶輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)

朱海生

摘要：本文主要介紹國內(nèi)外帶式輸送機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀；分析煤礦井下可伸縮式膠帶輸送機(jī)在驅(qū)動(dòng)部分、自動(dòng)張緊部分、自移機(jī)尾部分等部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：可伸縮式膠帶輸送機(jī)；驅(qū)動(dòng)；張緊；自移式機(jī)尾

一、國內(nèi)外煤礦用帶式輸送機(jī)現(xiàn)狀

（一）國內(nèi)煤礦用帶式輸送機(jī)的現(xiàn)狀

80年代末期以來，我國的煤礦用帶式輸送機(jī)有了很大的發(fā)展，對(duì)帶式輸送機(jī)關(guān)鍵部分的研究和產(chǎn)品開發(fā)都取得了可喜的成果。輸送機(jī)產(chǎn)品系列不斷增多，適用多種用途的各種皮帶機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。如大傾角帶式輸送機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮式帶式輸送等新型帶式輸送機(jī)系列產(chǎn)品，并對(duì)帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，較以前有了極大的提高。

（二）國外煤礦用帶式輸送機(jī)的現(xiàn)狀

國外帶式輸送機(jī)的發(fā)展主要表現(xiàn)為兩方面：（1）帶式輸送機(jī)的功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化。如高傾角帶式輸送機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)、空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)等；（2）帶式輸送機(jī)本身的技術(shù)和裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長距離、大運(yùn)量、高帶速等大型輸送機(jī)已成為其發(fā)展的主要方向。在煤礦井下由于受環(huán)境條件的限制，通常使用的帶式輸送機(jī)關(guān)鍵技術(shù)與裝備有以下特點(diǎn)：

1.設(shè)備大型化，其主要技術(shù)參數(shù)與裝備均向著大型化發(fā)展，以滿足年產(chǎn)300-500萬噸以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要。

2.應(yīng)用動(dòng)態(tài)分析技術(shù)和機(jī)電一體化，計(jì)算機(jī)監(jiān)控等高新技術(shù)，采用各種軟起動(dòng)與自動(dòng)張緊技術(shù)，對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控，大大降低了輸送帶的張緊力，輸送機(jī)始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)備性能好，運(yùn)輸效率高。

3.采用多機(jī)驅(qū)動(dòng)與中間驅(qū)動(dòng)及其功率平衡、輸送機(jī)變向運(yùn)行等技術(shù)，使輸送機(jī)單機(jī)運(yùn)行長度在理論上不受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設(shè)備的通用性、互換性及其單元驅(qū)動(dòng)的可靠性。

4.新型，高可靠性關(guān)健元部件技術(shù)，如多種先進(jìn)的大功率驅(qū)動(dòng)裝置與調(diào)速裝置，高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效儲(chǔ)帶裝置、快速自移機(jī)尾裝置等。

（三）國內(nèi)外帶式輸送機(jī)技術(shù)的差距

與國外相比，國內(nèi)帶式輸送機(jī)的機(jī)型一般都偏小，特別是帶速通常不超過4m/s，對(duì)高帶速輸送機(jī)及其動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)監(jiān)控等關(guān)鍵技術(shù)問題缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，由于帶速普遍較低，許多設(shè)計(jì)單位仍沿用以前的靜態(tài)設(shè)計(jì)法，用加大輸送帶安全系數(shù)的方法來提高設(shè)計(jì)的可靠性，其結(jié)果是不僅增大了設(shè)備成本，而且降低了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。此外，我國的輸送機(jī)制造企業(yè)大都追求小而全的模式，未能像國外一樣形成大規(guī)模的元部件生產(chǎn)廠和加工中心，以至元部件的設(shè)計(jì)和制造都得不到有效提高。

二、井下可伸縮式膠帶輸送機(jī)各部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

為滿足高產(chǎn)高效采煤工作而產(chǎn)生的需要，我國開發(fā)研制了大功率、長運(yùn)距的順槽可伸縮式帶式輸送機(jī)，并已經(jīng)在井下開始應(yīng)用。新的機(jī)型在驅(qū)動(dòng)裝置、自動(dòng)張緊裝置、自移機(jī)尾等部分都較以前的機(jī)型有了很大的發(fā)展和跨越，其運(yùn)距、運(yùn)量、輸送速度、整機(jī)功率都較以前有了很大的提高。

（一）新型驅(qū)動(dòng)裝置

可伸縮式帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、行星齒輪減速器、調(diào)速型液力偶合器、制動(dòng)器和油箱等組成。由于采用平行于輸送機(jī)的布置方式，不需要開拓硐室，節(jié)省了大量基建費(fèi)用，其特點(diǎn)：

1.電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)空載啟動(dòng)

利用液力偶合器的調(diào)速特性，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的空載啟動(dòng)，從而降低了啟動(dòng)電流的持續(xù)時(shí)間，減小了啟動(dòng)電流的平均值，并減小了電機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。在多電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，還可以控制多電機(jī)按照預(yù)定的時(shí)間間隔循環(huán)啟動(dòng)，避免了多電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。

2.利用電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)能力實(shí)現(xiàn)滿載啟動(dòng)

根據(jù)煤礦上的實(shí)際使用要求，要求輸送機(jī)具有滿載啟動(dòng)能力，過去一般采用增大電動(dòng)機(jī)的功率來滿足啟動(dòng)要求，采用調(diào)速型液力偶合器后，根據(jù)其特性曲線，可以利用電動(dòng)機(jī)的尖峰力矩實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)的啟動(dòng)。

3.實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)

采用調(diào)速型液力偶合器并配上電機(jī)調(diào)節(jié)裝置，可實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。無論輸送帶滿載還是空載，均可使電機(jī)空載啟動(dòng)，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(jī)的動(dòng)張力

通過控制帶式輸送機(jī)的啟動(dòng)加速度，大幅度降低帶式輸送機(jī)的動(dòng)張力，降低輸送帶的選用強(qiáng)度，輸送帶的安全系數(shù)可以控制在7∽8，因此，輸送帶成本大大降低，節(jié)約大量投資。

5.多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)能實(shí)現(xiàn)功率平衡

采用調(diào)速型液力偶合器后可以通過改變其充油量，調(diào)整各驅(qū)動(dòng)單元的輸出功率，從而實(shí)現(xiàn)各電機(jī)的功率平衡。

6.驅(qū)動(dòng)單元結(jié)構(gòu)緊湊，效率高

在驅(qū)動(dòng)單元的功率大于200kw時(shí)，采用行星齒輪減速器，能有效減小驅(qū)動(dòng)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(dòng)效率。

（二）中間驅(qū)動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)張緊裝置和自移式機(jī)尾

1.采用中間驅(qū)動(dòng)技術(shù)

采用中間驅(qū)動(dòng)裝置，可以根據(jù)輸送機(jī)長度的變化選擇中間驅(qū)動(dòng)單元的個(gè)數(shù)，避免由于輸送機(jī)長度的變化引起的驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)相比，改善輸送帶的受力狀況，降低輸送帶的選用強(qiáng)度等級(jí)，從而降低成本，滿足井下順槽運(yùn)輸距離變化的需要。同時(shí)，在總驅(qū)動(dòng)功率不變的情況下，使用中間驅(qū)動(dòng)，可以使驅(qū)動(dòng)單元功率減小，使驅(qū)動(dòng)機(jī)元部件小型化、通用化，具有很好的互換性。

2.采用自動(dòng)張緊裝置

自動(dòng)張緊裝置由電機(jī)、制動(dòng)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(shí)配備張力傳感器測(cè)定輸送帶的拉力，當(dāng)輸送帶張力發(fā)生變化，超過輸送機(jī)的正常運(yùn)行范圍時(shí)，自動(dòng)張緊裝置迅速運(yùn)作，調(diào)整輸送帶張力，保證輸送機(jī)的正常運(yùn)行。自動(dòng)張緊裝置與自移機(jī)尾配合使用，可實(shí)現(xiàn)在輸送機(jī)不停機(jī)的條件下，進(jìn)行輸送機(jī)機(jī)尾的移動(dòng)和輸送帶的伸縮，大大的提高了輸送機(jī)的輸送效率。

3.采用自移式機(jī)尾

可伸縮帶式輸送機(jī)采用油缸步進(jìn)式自移機(jī)尾后，配以輸送帶自動(dòng)張緊系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)在輸送機(jī)不停機(jī)的條件下移動(dòng)機(jī)尾，減少輸送機(jī)的輔助工作時(shí)間和停機(jī)時(shí)間，縮短輸送機(jī)機(jī)尾的受料長度，簡化機(jī)尾與工作面轉(zhuǎn)載機(jī)的搭接，提高輸送機(jī)機(jī)尾的移動(dòng)速度。

4.采用輸送帶自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置

采用輸送帶自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，實(shí)現(xiàn)輸送皮帶的自動(dòng)調(diào)節(jié)，解決了由于輸送機(jī)長度變化時(shí)，需要去掉一段輸送帶時(shí)的輸送帶卷帶問題，縮短卷帶時(shí)間，減少輸送機(jī)的輔助工作時(shí)間。

三、結(jié)束語

可伸縮帶式輸送機(jī)由于成功的使用了軟啟動(dòng)、中間驅(qū)動(dòng)、自移機(jī)尾等技術(shù)，其技術(shù)性能較以前的和常規(guī)的帶式輸送機(jī)有很大提高，基本能滿足現(xiàn)有的高產(chǎn)、高效采煤工作面的需要，同時(shí)仍在不斷的完善和改進(jìn)，以適應(yīng)未來生產(chǎn)對(duì)順槽輸送的需要。

參考文獻(xiàn)

[1]蔣一強(qiáng)，帶式輸送機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].中國機(jī)械，2015（7）.

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

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

（作者單位：山東魯泰控股集團(tuán)有限公司鹿洼煤礦）