2015

帶式輸送機設計要點及其關(guān)鍵技術(shù)的應用

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帶式輸送機械現(xiàn)狀分析在現(xiàn)代散裝物料的連續(xù)輸送中，帶式輸送機是主要的運輸設備，使用范圍相當廣泛，具有運輸成本低、運量大、無地形限制及維護簡便等優(yōu)勢，在礦山、建材、化工、港口、糧食、電力、煤炭等工礦企業(yè)越來越顯現(xiàn)其重要的作用。隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，對散狀物料的輸送提出了新的要求，即長距離、大運量（高帶速和大帶競）和大傾角輸送物料，同時提出無公害環(huán)保輸送散體物料。
       20世紀80年代開始我國帶式輸送機有了很大發(fā)展，進入90年代后，對大傾角上、下運帶式輸送機，可彎曲帶式輸送機，長運距、大運量、多點驅(qū)動帶式輸送機及其關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵零部件，研制成功了軟起動和制動裝置以及PLC控制為核心的電控裝置等。
一、大傾角下運帶式輸送機
       一般帶式輸送機的下運傾角不小于-1 7°，角度小于-17°時，輸送帶上的物料就容易向下滑動并出現(xiàn)嚴重的滾料現(xiàn)象。為了解決普通輸送帶的大角度輸送，通用型帶式輸送機需要通過技術(shù)改進，采取的主要技術(shù)措施有以下三個方面：
       1、要求驅(qū)動裝置具有一個制動力可隨時調(diào)整的制動器，以保證起動和停車制動的可控，極大地減小對物料的沖擊。一般采用機電一體化自冷盤式制動裝置；該制動器具有結(jié)構(gòu)簡單，安裝調(diào)試方便，運行安全可靠的特點，投資和維修費用極低。特別是當系統(tǒng)突然掉電時，可以保證平衡、安全、可靠地實現(xiàn)停車制動。
       2、輸送機的托輥采用深槽托輥組，可以大大提高向下或向上輸送的角度。深槽托輥組由4個一樣的托輥分前后各兩個組合成一個圓弧形的槽，這樣有利于輸送帶成槽，同時大大提高輸送帶對煤的附加摩擦力。
       在設計時，應根據(jù)不同的輸送傾角，布置不同槽角的深槽托輥組。
       3、大傾角下運帶式輸送機的特殊控制技術(shù)驅(qū)動裝置和深槽托輥組是保證實現(xiàn)物料向下可靠輸送，不出現(xiàn)滾料和滑料的基礎；但是帶式輸送機的起動、停車運行是否平穩(wěn)則離不開電氣系統(tǒng)的合理控制。
       大角度下運帶式輸送機的控制特點與上運和水平帶式輸送機有著明顯的區(qū)別，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
       ⑴電機的同步按入控制  當輸送帶在裝滿物料的情況下起動帶式輸送機時，不能直接對電機送電起動，如果起動太快物料容易出現(xiàn)下滑或滾料，所以在這種情況下而是靠物料的下滑力起動輸送機。當逐漸松開制動器，輸送帶帶動電機旋轉(zhuǎn)，通過速度傳感器檢測旋轉(zhuǎn)速度；當速度達到電機同步運行轉(zhuǎn)速時，PLC控制電機自動送電起動，從而使電機運行于正常的發(fā)電狀態(tài)。
       ⑵電機的同步切除控制  當輸送機在帶載停車時，不能直接切斷電機，否則容易出現(xiàn)飛車現(xiàn)象，造成嚴重事故。為此在停機時，先對輸送機施加制動力；當檢測到電機旋轉(zhuǎn)速度降到其同步速度時，再對電機斷電，這樣在施加制動力降速時，可以充分利用電機的制動力，使停車更平穩(wěn)。
       ⑶電機直接起動控制  當輸送帶空載或輕載，逐漸松開制動器時，輸送機不能自動起動，這時根據(jù)測速裝置檢測輸送機處于零速狀態(tài)或起車太慢時，需要直接起動電機，再對輸送機加載。
       ⑷運行中的超速保護控制  大角度下運帶式輸送機正常工作時運行在發(fā)電狀態(tài)，由鼠籠三相異步電動機的機械特性曲線圄可知，當負載力矩超過電機的最大發(fā)電制動力矩Mm時，電機的轉(zhuǎn)速會進一步上升，而制動力則急劇下降，從而出現(xiàn)嚴重的超速現(xiàn)象。為此在控制時，要求電機的速度不能超過極限制動力下的臨界轉(zhuǎn)速nm，當電機轉(zhuǎn)速升高到一定值，通過電氣檢測控制系統(tǒng)控制液壓回路中的電液調(diào)壓裝置和盤式制動器，對輸送機實行閉環(huán)制動控制，同時減小給物料量，來降低電機轉(zhuǎn)速，使其恢復正常工作。

       二、大傾角上運帶式輸送機
       通用型帶式輸送機通過技術(shù)改進實現(xiàn)大角度向上可靠輸送物料，采取的深槽托輥組形式與向下輸送相同，其驅(qū)動與控制技術(shù)與向下輸送有不同之處。
       1、驅(qū)動裝置：使電動機空載起動，以減小對電氣和機械的沖擊；使驅(qū)動裝置能提供可調(diào)的、平滑的、無沖擊的起動力矩；與電動機具有良好的匹配特性，起動時充分利用電動機的最大力矩；在多電動機驅(qū)動下能實現(xiàn)功率相互平衡；可以實現(xiàn)輸送機的無級調(diào)速，以滿足不同的工作需要；輸送機過載時能實現(xiàn)自動過載保護，為此需專設軟起動裝置。
       2、軟起動技術(shù)對于大傾角和長距離帶式輸送機都離不開軟起動裝置。它要求帶式輸送機在進行起動時必須平穩(wěn)、無沖擊。目前主要采用調(diào)速型液力偶合器、電氣變頻裝置、CST驅(qū)動裝置、液體粘性軟起動裝置。其中調(diào)速型液力偶合器一般只應用于中小功率，而且運距較短的帶式輸送機；對于下運帶式輸送機不能采用調(diào)速型液力偶合器，必須采用二象限的變頻器。CST驅(qū)動裝置的軟起動性能優(yōu)越，但按資大、維護費用高，對油質(zhì)的要求高。同樣對于下運帶式輸送機不能采用CST驅(qū)動裝置；液體粘性軟起動裝置是國內(nèi)應用較好的一種軟起動裝置，它可以適合更多種帶式輸送機的驅(qū)動中。

       三、轉(zhuǎn)彎帶式輸送機、彎曲帶式輸送機有以下幾種類型：①平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機；②定坡轉(zhuǎn)彎帶式輸送機；凹變坡轉(zhuǎn)彎帶式輸送機；④凸變坡轉(zhuǎn)彎帶式輸送機。其中以平面彎曲帶式輸送機較常見。
       1、平面彎曲帶式輸送機設計體系
      （1）實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎的基本措施。
       使轉(zhuǎn)彎處的托輥具有安裝支撐角j.它是在轉(zhuǎn)彎處，使托輥的內(nèi)側(cè)端向輸送帶運行方向移動而形成。j愈小對輸送帶運行是有利的，一般按經(jīng)驗取j=0.5°；大成槽角j0，j0是側(cè)托輥軸線與中間平托輥軸線形成的夾角。j0愈大，不但使轉(zhuǎn)彎半徑減小，而且使輸送帶具有居中自動調(diào)節(jié)能力。
       （2）附加措施。
       構(gòu)成內(nèi)曲線抬高角g，g愈大轉(zhuǎn)彎半徑愈小，但過大會使物料向外滾動，理論S與實踐證明，g為宜；對采用單托輥組的回空分支，在兩回程托輥之間的輸送帶上面加壓輥。
      （3）應急措施。
       在轉(zhuǎn)彎處輸送帶的內(nèi)、外側(cè)加裝立輥。這是一種備用措施，以防帶跑偏。
      （4）轉(zhuǎn)彎困難時采取的措施。
       采用線摩擦驅(qū)動減小轉(zhuǎn)彎半徑；回空分支加壓輥。
       2、轉(zhuǎn)彎處曲率半徑的確定
      （1）根據(jù)力的平衡規(guī)律確定曲率半徑。跑偏的根本原因在于力的不平衡所致，根據(jù)轉(zhuǎn)彎處諸力的平衡方程可以導出滿足力學平衡條件的最小轉(zhuǎn)彎半徑。
      （2）根據(jù)輸送帶的容許應力確定曲率半徑。R2在轉(zhuǎn)彎處，輸送帶外緣相對拉伸，而內(nèi)緣相對壓縮。因此，要保證輸送帶外緣應力不超過許用應力，滿足該條件的最小轉(zhuǎn)彎半徑R2。按輸送帶不離開側(cè)托輥驗算R3.轉(zhuǎn)彎半徑過小時，有可能發(fā)生在外側(cè)托輥上的輸送帶飄起而離開托輥的現(xiàn)象。

       四、長距離帶式輸送機
       長距離帶式輸送機在地面輸送系統(tǒng)常見，通常隨地形作起伏變化，故輸送線路可能既有上運段，又有下運段，同時還有水平段，工況復雜，設計此類帶式輸送機系統(tǒng)必須進行全面分析。
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