山东能源新矿集团内蒙能源长城三矿
井下主运输采用带式输送机运输方式，具有生产集中，运输环节少、占用人员少，运输系统简单，煤炭运输连续性强，各种保护齐全，易于实现集中控制和运输自动化，为矿井安全高效生产创造有利条件，因此，确定本矿井井下煤炭运输均采用胶带输送机运输。
本矿采区上山运输巷属于中等倾角的下运条件，采区上山9煤运输巷由五段组成，总长度1600m。下运带式输送机如倾角超过20°,带速超过3.15m/s，如物料与带面产生相对运动，在物料的带动下输送带将逐渐加速，造成飞车。
国内煤矿井下25°倾角，斜长达到1000m的下运带式输送机，目前已有多起成功的应用，经使用证明，其运转状态、输送能力均能达到井下原煤的输送要求。正常运行时处于发电状态。经对运行状态的详细分析，设计采用了45°槽角托辊，并上托辊每个5组布置加设1组阻尼板，在传动滚筒的低速轴端设置KZP盘式可控制动装置，可由速度传感器发出的速度信号经自控装置发出的阻尼信号，自冷盘闸自动调节阻尼制动力，确保带式输送机平稳安全的运行。
采区上山运输，设计进行了1.4m带宽、3.15m带速和1.6m带宽、2.5m带速两种方案的比较。较低的带速虽对原煤和输送带之间平稳运行有利，但制动力矩相对较大，并与井下其它带式输送机带宽不一致，造成设备备件不统一，加大了设备检修和维护的难度。为此确定采用1.4m带宽、3.15m带速。故采用尾部双传动滚筒双电机驱动，两套驱动单元，功率配比1:1。采用头部液压自动张紧装置张紧，所需张紧力较小，并有良好的张紧效果。设备主要技术特征见表1
表1带式输送机主要技术特征
带式输送机的配置选型
1、软启动方式
带式输送机起动过程对带式输送机性能和结构的影响很大，尤其对长距离大运量带式输送机，由于负载惯性大，直接起动时，弹性波动在输送带中传播，产生很大的动张力，为降低起动和紧急制动时胶带的动张力，减少起动时对电网的冲击和起动过程中各承力部件的动载荷，延长减速器、电动机和工作机构等关键部件的使用寿命，实现电机间的功率平衡，提高整机的性能、增加其安全性和可靠性，应对带式输送机的起/制动加速度进行控制，因此驱动装置必须具有软起/停功能，即"软启动"。
目前国内煤炭行业带式输送机使用的软启动装置主要有以下几种方式：液力偶合器、液粘软启动装置、CST驱动装置等。
（1）液力偶合器
液力偶合器是目前煤矿胶带输送机应用最广泛的软启动装置，是利用液体的动能和势能来传递动力的装置，它可使输送机驱动装置的特性变软，改善启动性能、增大启动力矩。电动机空载起动后，偶合器通过稳定地增加充油量，输出恒转矩加速特性，使带式输送机在设定的起动力矩下平稳地起动，达到带式输送机软启动的目的。
（2）液粘软启动装置
液粘软启动装置由机械传动系统、液压系统及电气控制系统组成。液粘软启动装置通过控制液体压力的大小，控制剪切油膜的厚度，改变输出轴的输出转速和扭矩的大小，实现对液粘软启动装置输出转矩的控制，达到带式输送机软启动目的。液粘软启动装置驱动系统由交流异步电动机＋液粘软启动装置＋减速器+软启动液压站组成。
液粘软启动装置优点是：①传动效率高，运行费用低；②可实现电动机空载启动，多机驱动时与配套电控系统配合工作，能实现多电动机驱动功率相互平衡，降低对电网冲击电流；③利用电动机的最大转矩，实现重载工况下能正常软起动，减少了对机械和电气设备的冲击，并具有过载自动保护功能；④增加冷却系统配置，能够实现负载的无级调速，满足系统所需要的低速运行；⑤通过控制油压的大小，控制带式输送机的启动加速度和制动减速度；其缺点：对油质要求较高，长期低速运行受限内部压力偏大，容易泄露，维护不便。另外，油压作用式启动结束后油压必须维持一定的压力值，否则将影响带式输送机的正常使用。
（3）CST传动装置
CST是由美国DODGE 公司研制开发的专用于带式输送机的机电一体化产品，是集减速、离合、调速于一体的传动装置。CST系统由机械传动系统、电液控制系统、风冷热交换器、油泵系统及冷却控制系统组成。在电机达到额定的速度之后，通过液压系统控制液粘离合片之间的间隙，使CST具有差动调节输出力矩和输出转速的功能。控制系统使每台CST 离合器的液压力逐渐增加实现缓慢、平稳地对输送带进行启动，输送带平稳地加速到全速，达到软启动的目的。
优点是①输送带受力平稳，消除输送带过大的张力，安全系数可降低1.9，但安全性能不变；②CST系统可有效降低胶带带强（CST的起动系数KA=1.05~1.1）；③该系统可防止输入到带式输送机的功率及力矩超过安全限度，以保证带式输送机过载时不能运行，从而保护该系统的其它部件；④电机空载起动，可缩短起动时间，提高电机寿命；⑤能实现输送机的重载启动，是唯一的驱动系统能保证在紧急停车或突然断电时的可控停车；⑥能实现同一条胶带机多台电机的分时空载起动，减小起动电流对电网的冲击，降低对电源系统的技术要求；⑦起动完成后，以正常带速运行时，无滑差消耗，整个系统的效率高；⑧具有设定起动速度曲线自动跟踪控制、过载保护，能多机平衡功能，平衡精度可达±2％；其缺点是：对液压元器件的维护技术要求高，出现问题时无法自行维修，需依靠CST维护保养中心，专用润滑油的费用以前较贵。
综合比较，从驱动装置自身的价格看，CST传动装置最贵，液粘软启动装置次之，调速液力偶合器最低。原煤运输系统的可靠性极为重要，本着技术先进、可靠耐用、经济节能的目的，本设计带式输送机的软启动装置选用液粘软启动装置。
2、制动装置
根据《煤矿安全规程》的规定，倾斜井巷中使用的带式输送机，上运时，必须同时装设防逆转装置和制动装置。逆止力矩的选择必须保证单个逆止器的逆止力矩大于或等于整机的逆止力矩。下运时必须装设软制动装置。
本矿井采区上山带式输送机为下运，采用KZP制冷式盘式制动器。
3、张紧装置
目前国内常用的自动张紧方式有电动张紧和液动张紧两种，固定张紧装置的张紧行程非常有限，自动张紧装置不仅张紧行程大，而且张紧力自动可调，自动张紧装置多应用于长运距大运量带式输送机中。自动张紧可起到根据起动与稳定运行的工况自动调节张力，使得在正常运行时处于较低胶带张力状态；在起动时处于较高的胶带张力状态，防止机头传动滚筒发生"打滑"现象。本设备采用液压自动拉紧方式。
论文作者:张逢吉
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第9期
论文发表时间:2019/7/15
标签：装置论文; 带式输送机论文; 软启动论文; 力矩论文; 输送带论文; 系统论文; 胶带论文; 《中国西部科技》2019年第9期论文;