摘要：带式输送机是工矿企业常用的一种运输设备，在煤矿企业带式输送机的用途十分广泛。随着经济的发展和科学技术水平的提高，以及矿井的大型化发展，带式输送机系统在整个井下运输系统中占据着愈加重要的地位，实现带式输送机新技术提高运输效率已经成为一种迫切需要。因此文章就芳纶输送带和永磁电机新技术展开相关研究。
关键词：芳纶输送带；永磁电机；研究；应用
为了适应矿井现代化发展需求，建设节能高效、安全可靠胶带运输系统，针对目前井下胶带输送机驱动系统效率低且维护成本高，钢结构部件易锈蚀，胶带自重大、在运输系统中占用负荷大等不足情况，进行了驱动系统、新型胶带材料技术研究应用。采用永磁同步电动机通过联轴器直接驱动胶带输送机机和芳纶输送带。
一、胶带机永磁直驱系统的应用
（一）永磁直驱改造理念及应用
胶带输送机传统驱动主要采用电机、液力耦合器、减速箱、联轴器和滚筒相联接的方式驱动，存在的启动电流大、冲击力、易损坏电机减速箱、重载压死皮带、电动机恒速运行、浪费电能等一系列的问题。胶带机永磁直驱系统，由永磁直驱电机通过联轴器直接驱动胶带机滚筒，永磁直驱系统的使用实现了在煤矿胶带输送机的安全高效运行、降低故障点、减少维修维护工作量的目标，减少了因事故造成的经济损失，提高了20%机械传动效率。大功率永磁直驱技术具有效率高、起动转矩大、结构简单、体积小、防水性好、直接驱动取消减速机等优势，使用前景非常广阔。采用永磁直驱技术是探索提高现有设备的自动化水平，减人增效的有益尝试。
（二）主要技术性能
矿用隔爆型永磁同步变频电动机是一种直驱式电动机，驱动负载设备时不需要减速装置。永磁同步电机的原理在电动机的定子绕组中通入三相电流，在通入电流后就会在电动机的定子绕组中形成旋转磁场，由于在转子上安装了永磁体，永磁体的磁极是固定的，根据磁极的同性相吸异性相斥的原理，在定子中产生的旋转磁场会带动转子进行旋转，最终达到转子的旋转速度与定子中产生的旋转磁极的转速相等。由于永磁同步电机省去了励磁环节，所以它具有效率高、功率因数高、起动力矩大、力能指标好、温升低等特点。电机与设备连接时采用联轴器连接。
二、芳纶输送带的应用
输送带行业作为橡胶工业的一个重要分支，对国民经济健康、平稳、有序的发展起到了重要的推动作用，被广泛应用于港口、煤炭、钢铁、建材、矿山、化工等行业的物料输送。根据不同行业的运输特点要求，输送带主要分为普通输送带、难燃输送带、耐热输送带、耐寒输送带、耐油输送带和耐酸碱输送带等。随着国内工业的不断发展，机械设备日趋大型化、重型化，物料输送要求也越来越高，对输送带强力等级等要求也不断提高，因此输送带的骨架材料经历了从棉纤维、锦纶到涤纶、钢丝绳的发展变化。作为高强力输送带代表的钢丝绳芯输送带，一直因质量大、能耗高、运输难、接头复杂而为使用单位所诟病。芳纶输送带具有质量小、耗能低、强度高、抗撕裂、寿命长等优点，近年来，在国家积极倡导低碳经济和节能减排的大背景下，具有低能耗、高强力的高性能芳纶输送带优势逐渐显现。
（一）芳纶胶带特点
（1）采用DPP芳纶帆布作为骨架材料。（2）芳纶带仅有一层帆布，层数的减少使带体厚度减薄，芯体厚度相当于原传统多层输送带的60%~70%，钢丝绳芯输送带的80%~90%，具有带体轻、整体性能优良、运行稳定等特点。（3）由于芳纶纤维具有超高强度、耐高温、重量轻、伸长和糯变率低等优良性能，将芳纶运用于阻燃输送带中，可以基本解决钢丝绳芯阻燃输送带存在的一些问题，如抗撕裂性差、耐水耐透能力差，弯曲性能较差等问题，更有效的降低带体自重，减少能耗。（4）具有优良的耐磨性能和耐老化性能，使用寿命约是普通型输送带的1.5~2.0倍；芯胶采用优良的高粘合配方，有效避免了覆盖层脱胶、起泡等质量缺陷，可有效节省运行维护保养时间和费用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（5）芳纶具有优异的力学性能，密度约1.44g/mm3，断裂强力是同质量钢丝的五倍，尺寸稳定性好，化学稳定性优异，在包括轮胎、输送带、胶管、三角等行业带中有广泛而重要的应用。在输送带产品应用中，以芳纶直经直纬结构帆布增强的输送带具有独特的优势，主要特点包括输送带强力高、重量轻、运行能耗大幅降低、初始伸长率低且不跑长、带体薄、成槽性好、耐热和耐腐蚀性优异。可以说芳纶输送带，综合了钢丝输送带和织物芯输送带的优点，同时克服了现有传统结构输送带的缺陷和性能局限。
（二）芳纶带与其他类型胶带对比
1.钢丝绳芯输送带
（1）抗撕裂性差，不利于输送含杂物的物料。模量高，弯曲性能差，需要输送机滚筒直径较大。（2）带体比重大，耗能大，给井下安装带来不便。（3）耐水耐透能力差，一旦覆盖胶受到穿刺，水就会渗入到带体内部腐蚀钢丝绳。（4）接头时间过长，不利于煤矿井下的工作
2.织物芯输送带
（1）由帆布擦胶后多层贴合，生产工艺繁琐。（2）输送带在经过驱动滚筒时，由于曲率半径不同，每层之间的受力都不相同，容易出现脱层问题，所以层数越多，屈挠寿命就越差，使用寿命也就越短。
3.整芯输送带
（1）骨架层为整体带芯编织结构，在使用过程中输送带不耐疲劳，容易跑偏、拉长。（2）骨架层较厚而覆盖胶薄，使用寿命较短，更换频繁。
4.直经直纬芳纶输送带
（1）采用直经直纬芳纶帆布为骨架材料，且具有良好的抗冲击和耐撕裂性能。（2）直经直纬芳纶输送带尺寸稳定性好，使用过程中不跑偏，不拉长。（3）芳纶带仅有一层帆布，层数的减少使带体厚度减薄，不脱层，成槽性好。（4）由于芳纶纤维具有超高强度、耐高温、重量轻、伸长和糯变率低等优良性能，将芳纶运用于高强输送带中，可以基本解决钢丝绳芯输送带存在的抗撕裂性差、耐水耐透能力差，弯曲性能较差等问题。（5）与同种规格输送带相比，厚度减薄，自重降低，减少输送机能源消耗。（6）芳纶输送带，采取了高性能覆盖胶配方，具有优良的耐磨性能和耐老化性能，使用寿命约是普通分层输送带的2倍，是钢丝绳芯输送带的1.5倍以上；芯胶采用优良的高粘合配方，有效避免脱胶、起泡等质量缺陷，可有效节省运行维护保养时间和费用。
（三）芳纶输送带节能情况
某煤矿集运胶带输送机于2015年6月22-23日更换为芳纶输送带代替PVG2000S-1200（3+2）输送带，安装后运行稳定、不跑偏，调试比较容易，接头状态保持一致。经过近2年的统计数据，空载节电效率达39.9%，负载节电效率达7.7%，按照运行节电19kW/h测算，使用寿命10年，运行18h/d，每年运行330天，则整个寿命周期节电量可达19kW/h×18h×330×10=112.86万kW/h。通过以上改造，胶带机提高了设备传动效率，延长了钢结构部件使用寿命，降低胶带运输能耗，提高运行效率，取得了良好的节能、降耗效益。符合现代化、节约化矿井发展的需求。
总之，永磁变频直驱系统、芳纶胶带的成功应用和推广，极大地降低了设备故障点、减少维修维护工作量、减少了因事故造成的经济损失、提高了20%机械传动效率，实现了煤矿胶带输送机的安全高效运行、取得了可观的经济效益。
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论文作者:杨旭东
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/21
标签：输送带论文; 永磁论文; 芳纶论文; 胶带论文; 性能论文; 钢丝绳论文; 联轴器论文; 《电力设备》2018年第13期论文;