0、引言
帶式輸送機(jī)具有運(yùn)行可靠、連續(xù)、高效，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和對(duì)地形適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是散狀物料連續(xù)運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備。據(jù)有關(guān)資料介紹，德國(guó)輸送機(jī)最高帶速已超過(guò)15m/s，萊茵褐煤礦使用輸送機(jī)帶寬2.8 m，帶速為7.4 m/s，運(yùn)量37 500t/h。法國(guó)輸送機(jī)單機(jī)長(zhǎng)度已達(dá)15 km，高差為1km。單滾筒的驅(qū)動(dòng)功率達(dá)1 050 kW，設(shè)計(jì)帶速達(dá)8.4m/s，每臺(tái)年運(yùn)量4億t，最近又成功地制造出運(yùn)量為25 000th的大型帶式輸送機(jī)。在澳大利亞的一個(gè)采礦場(chǎng)，輸送機(jī)單機(jī)長(zhǎng)達(dá)30.4 km，在鹿特丹礦山多機(jī)串聯(lián)運(yùn)距長(zhǎng)達(dá)206 km，由17條輸送機(jī)組成。目前我國(guó)的帶式輸送機(jī)也正在向長(zhǎng)距離、高帶速、大運(yùn)量、大功率方向發(fā)展。啟動(dòng)問(wèn)題是大型輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，它關(guān)系到輸送機(jī)的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效益。目前國(guó)內(nèi)外都采用可控啟動(dòng)技術(shù)來(lái)解決輸送機(jī)的啟動(dòng)問(wèn)題。
1、可控啟動(dòng)技術(shù)
大型帶式輸送機(jī)的啟動(dòng)，要求有足夠的啟動(dòng)時(shí)間，使啟動(dòng)加速度保持在允許范圍內(nèi)。運(yùn)距越長(zhǎng)、帶速越高、輸送量越大，啟動(dòng)時(shí)間就需越長(zhǎng)。假如沒(méi)有足夠的啟動(dòng)時(shí)間，輸送帶初張力會(huì)大幅下降，使輸送帶與傳動(dòng)滾筒張力比增大，造成輸送帶在傳動(dòng)滾筒上打滑而不能啟動(dòng)。在啟動(dòng)加速過(guò)程中，輸送帶發(fā)生粘彈性變形，處于不穩(wěn)定狀態(tài)而產(chǎn)生動(dòng)張力。帶速越高、啟動(dòng)時(shí)間越短，啟動(dòng)加速度與輸送帶變形就越大，因而動(dòng)張力也就越大，造成巨大的瞬時(shí)沖擊，會(huì)損壞輸送帶與其它元部件。因而必須在設(shè)定的啟動(dòng)時(shí)間內(nèi)，通過(guò)控制輸送帶啟動(dòng)加速度值，使輸送機(jī)按所要求的啟動(dòng)速度曲線平穩(wěn)啟動(dòng)，使啟動(dòng)電流與啟動(dòng)動(dòng)張力控制在允許范圍內(nèi)。這類可控啟動(dòng)技術(shù)稱為軟啟動(dòng)，其設(shè)備即為軟啟動(dòng)裝置。我國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定軟啟動(dòng)的加速度不得大于0.3 m/s2。
帶式輸送機(jī)采用軟啟動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)啟動(dòng)時(shí)間隨帶式輸送機(jī)主參數(shù)可以在一定范圍調(diào)節(jié)，使輸送機(jī)按照預(yù)先設(shè)定的啟動(dòng)速度圖平穩(wěn)運(yùn)行，并能實(shí)現(xiàn)滿載啟動(dòng)；
(2)在多機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)具有功率平衡的功能；
(3)電動(dòng)機(jī)能空載啟動(dòng)，降低對(duì)電網(wǎng)的沖擊；
(4)具有過(guò)載保護(hù)功能；
2、各種軟啟動(dòng)裝置的性能分析
近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外相繼開(kāi)發(fā)成功了多種形式的軟啟動(dòng)裝置：①液粘性軟啟動(dòng)裝置，如澳大利亞的BOSS系統(tǒng)、美國(guó)的CST等；②液力型軟啟動(dòng)裝置，如調(diào)速型液力偶合器、加長(zhǎng)后輔液力偶合器等；③電氣型軟啟動(dòng)裝置，如變頻調(diào)速、可控硅控制開(kāi)關(guān)磁阻啟動(dòng)等；④機(jī)械式軟啟動(dòng)裝置，如BEST、德國(guó)力士樂(lè)公司的輔助液壓馬達(dá)周轉(zhuǎn)齒輪系統(tǒng)等。
2.1 BOSS系統(tǒng)
BOSS系統(tǒng)是澳大利亞NM采礦國(guó)際有限公司專門為重型輸送機(jī)研制的，適用于帶式輸送機(jī)單機(jī)200~500 kW的可控系統(tǒng)，位于電動(dòng)機(jī)和減速器之間，接受電動(dòng)機(jī)傳遞的動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)負(fù)載旋轉(zhuǎn)�；谂ｎD內(nèi)摩擦定律，在液粘軟啟動(dòng)裝置內(nèi)部，根據(jù)負(fù)載的大小選用十幾組粘貼有摩擦材料的內(nèi)摩擦片和對(duì)偶摩擦片，一組摩擦片通過(guò)齒與輸入軸相連，另一組摩擦片方通過(guò)鍵軸與輸出軸相連。通過(guò)控制作用于活塞上的液壓油的壓力達(dá)到控制所剪切的油膜厚度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)液牯軟啟動(dòng)裝置的輸出轉(zhuǎn)矩控制，達(dá)到帶式輸送機(jī)軟啟動(dòng)的目的。
2.2CST系統(tǒng)
CST系統(tǒng)是美國(guó)道奇公司專門為大型帶式輸送機(jī)配套的集減速、離合和調(diào)速于一體的驅(qū)動(dòng)裝置，其工作原理是通過(guò)控制器設(shè)置所需要的加速度曲線和啟動(dòng)時(shí)間實(shí)現(xiàn)。在收到啟動(dòng)信號(hào)后，電機(jī)空載啟動(dòng)，達(dá)到額定速度后，液壓系統(tǒng)開(kāi)始增加離合器反應(yīng)盤系統(tǒng)的壓力，反應(yīng)盤相互作用時(shí)輸出力矩與液壓系統(tǒng)的壓力成正比。裝設(shè)在輸出軸上的速度傳感器，檢測(cè)出轉(zhuǎn)速并反饋給控制系統(tǒng)，該速度信號(hào)將與控制系統(tǒng)設(shè)定的加速度曲線比較，其差值將用于調(diào)整反應(yīng)盤壓力，確保穩(wěn)定的加速度斜率。
2.3調(diào)速型偶合器
調(diào)速型液力偶合器的工作原理是：偶合器工作腔內(nèi)充人一定量的工作液，工作輪泵輪從電動(dòng)機(jī)上獲得機(jī)械能，并轉(zhuǎn)化為液力能沖擊渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪把液力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過(guò)輸出軸輸出，帶動(dòng)從動(dòng)機(jī)工作，實(shí)現(xiàn)了從原動(dòng)機(jī)到從動(dòng)機(jī)之間的能量傳遞。
調(diào)速型液力偶合器之所以能夠凋速，是通過(guò)改變液力偶合器內(nèi)工作腔內(nèi)工作液的充油量，在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)從動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速與軟啟動(dòng)。當(dāng)單機(jī)功率N≤250 kW時(shí)，采用自然冷卻。偶合器配備電動(dòng)執(zhí)行器和電動(dòng)操作器，與負(fù)載變化的信號(hào)聯(lián)接，亦可按用戶要求配自動(dòng)測(cè)速裝置．可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速遙控或自動(dòng)控制。
2.4變頻調(diào)速裝置
變頻調(diào)速裝置主要由功率器件--ICBT絕緣柵極可控晶體管、控制器與電抗器組成。其工作原理：通過(guò)控制器來(lái)調(diào)節(jié)功率器件中的絕緣柵極，使進(jìn)入功率器件的交流電源的頻率發(fā)生變化。根據(jù)公式n=60f/p所示（n為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，為交流電源頻率、（p為電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)），電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與交流電源頻率成正比關(guān)系，交流電源的頻率由小到大變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也隨之變化。只要控制交流電源的頻率變化范圍以及頻率變化的時(shí)間，就可使輸送機(jī)按照設(shè)定的速度曲線平穩(wěn)啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)的軟啟動(dòng)。
目前變頻調(diào)速裝置在煤礦井下極少使用。
2.5電氣軟啟動(dòng)
電氣軟啟動(dòng)器有多種類型，是結(jié)合電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)，為三相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的一種全數(shù)字智能化啟動(dòng)設(shè)備，但各種電氣軟啟動(dòng)器工作原理也各不相同。目前應(yīng)用較為廣泛、工程中常見(jiàn)軟啟動(dòng)器是晶閘管(SCR)軟啟動(dòng)，其軟啟動(dòng)原理是：在三相電源與電機(jī)間串人三相聯(lián)晶閘管，利用SCR移相控制原理，改變其觸發(fā)角，啟動(dòng)時(shí)電機(jī)端電壓隨SCR的導(dǎo)通角從零逐漸上升，就可調(diào)節(jié)輸出電壓，電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸增大，直至達(dá)到滿足啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求而結(jié)束啟動(dòng)過(guò)程；軟啟動(dòng)器的輸出是一個(gè)平穩(wěn)的升壓過(guò)程（且可具有限流功能），直到SCR全導(dǎo)通，電機(jī)在額定電壓下工作；此時(shí)旁路接觸器接通（避免電機(jī)在運(yùn)行中對(duì)電網(wǎng)形成諧波污染，延長(zhǎng)SCR壽命），電機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)；停車時(shí)先切斷旁路接觸器，軟啟動(dòng)器內(nèi)SCR導(dǎo)通角開(kāi)始由大逐漸減小，使三相供電電壓逐漸減小，電機(jī)轉(zhuǎn)速由大逐漸減小到零，停車過(guò)程完成。因此降低了對(duì)電動(dòng)機(jī)電源的容量要求，并減少對(duì)供電電網(wǎng)的影響和機(jī)械傳動(dòng)的沖擊。
相關(guān)輸送機(jī)產(chǎn)品：
1、
皮帶輸送機(jī)
2、
斗式提升機(jī)
3、
刮板輸送機(jī)
