隨著礦山生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，帶式輸送機(jī)已經(jīng)成為礦山企業(yè)的主要運(yùn)輸工具。我國煤礦帶式輸送機(jī)向長運(yùn)距、高帶速、大運(yùn)量、大功率方向的發(fā)展取得了長足的進(jìn)步，帶式輸送機(jī)已成為主要的高效連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備。

一、帶式輸送機(jī)的工作原理

帶式輸送機(jī)主要包括以下幾部分：輸送帶、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)滾筒和減速機(jī)、托輥機(jī)架、張緊裝置、制動(dòng)裝置、控制及保護(hù)裝置等設(shè)備。對于一般的物料輸送系統(tǒng)，如火力電廠帶式輸煤系統(tǒng)，還應(yīng)包括給料機(jī)、收塵器、溜槽、料庫等。其工作原理如下：輸送帶繞經(jīng)驅(qū)動(dòng)滾筒和機(jī)尾換向滾筒形成一個(gè)環(huán)形封閉帶，輸送帶的上、下兩部分都支承在托輥上，拉緊裝置給輸送帶以正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的拉緊力。工作時(shí)電動(dòng)機(jī)將轉(zhuǎn)矩通過滾筒傳給輸送帶，使輸送帶連續(xù)運(yùn)動(dòng)，輸送帶在帶式輸送機(jī)中，既是承載構(gòu)件又是牽引構(gòu)件，它不僅要有承載能力，還要有足夠的強(qiáng)度。一般物料是裝載到上帶（承載段）的上面，在機(jī)頭滾筒（即是傳動(dòng)滾筒）卸載，利用專門的卸載裝置也可在中間卸載。

二、煤礦帶式輸送帶節(jié)能方式

（1）電機(jī)功率控制節(jié)能。電機(jī)功率控制技術(shù)節(jié)能是指通過減少電機(jī)的輸出功率來使負(fù)載大小與驅(qū)動(dòng)功率相匹配，其關(guān)鍵是準(zhǔn)確判斷增減電機(jī)的時(shí)機(jī)，目前主要有堆、取料機(jī)位置檢測法和電機(jī)電流檢測法兩種。堆、取料機(jī)位置檢測法就是在重新選擇所需電機(jī)額定功率的前提下，在堆、取料機(jī)行走軌道的合適位置加裝具有狀態(tài)鎖定功能的行程開關(guān)或編碼器。此方法操作簡單，但因未考慮到輕載工況，不能根據(jù)煤流量來判斷是否應(yīng)進(jìn)行減電機(jī)操作，因而仍然會存在電動(dòng)機(jī)利用效率不高的問題。機(jī)電流檢測法是指當(dāng)帶式輸送機(jī)負(fù)荷較大時(shí)，電機(jī)電流也較大，當(dāng)帶式輸送機(jī)負(fù)荷較小時(shí)，電機(jī)電流也較小，無論是帶式輸送機(jī)承載物料長度的改變，還是承載物料流量的改變都會引起電機(jī)工作電流的變化。此法可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控帶式輸送機(jī)上負(fù)荷的大小，但是由于受到外界干擾時(shí)會造成負(fù)荷波動(dòng)，檢測到的電流值有時(shí)不能真實(shí)反應(yīng)帶式輸送機(jī)的穩(wěn)定負(fù)荷，會出現(xiàn)明顯的偏差。

（2）采用調(diào)速節(jié)能改造。調(diào)速是電動(dòng)機(jī)節(jié)能的主要方法之一，調(diào)速方式有轉(zhuǎn)子串電阻、電磁調(diào)速、液力耦合器、變極調(diào)速、串級調(diào)速、變頻調(diào)速等。在調(diào)速節(jié)能中，變頻調(diào)速是近年來應(yīng)用最廣泛的，把變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用在煤礦企業(yè)中，采用變頻器來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，則具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、起動(dòng)平穩(wěn)、運(yùn)行時(shí)機(jī)械特性硬度高、起動(dòng)和運(yùn)行功率因數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)。采用變頻器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)能，其能耗節(jié)省在30%以上，雖然其改造成本較高，但完全可以從節(jié)省的電費(fèi)上收回，而且成本收回周期短。

三、帶式輸送機(jī)的節(jié)能調(diào)速控制

礦企業(yè)生產(chǎn)過程中，由于客觀的生產(chǎn)實(shí)際現(xiàn)狀，生產(chǎn)不平衡現(xiàn)象比較突出，主要表現(xiàn)在煤炭的產(chǎn)量上。為了提高帶式輸送機(jī)的做功效率，減少電耗，就必須對帶式輸送機(jī)的運(yùn)行過程進(jìn)行分析，即調(diào)節(jié)帶式輸送機(jī)的帶速。原理上講：當(dāng)帶式輸送機(jī)運(yùn)量變化時(shí)，只要根據(jù)運(yùn)量調(diào)整相應(yīng)帶速，可以達(dá)到節(jié)能運(yùn)行、延長設(shè)備壽命的目的。

（1）帶式調(diào)速控制。帶式輸送機(jī)是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的，帶式輸送機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中凡是運(yùn)動(dòng)部件如滾筒、托輥、軸承等，它們在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中都會產(chǎn)生阻力。帶式輸送機(jī)運(yùn)行阻力可分為四大類：基本阻力（中間段阻力），傾斜阻力，附加阻力和特殊阻力。

若輸送機(jī)帶速提高，則克服阻力所消耗的功率也相應(yīng)增加，降低帶速，就能減少帶式輸送機(jī)的功率消耗以達(dá)到明顯節(jié)能的目的。但是，輸送機(jī)帶速的降低是有條件的，要受輸送量、帶寬和帶強(qiáng)的相互制約。因?yàn)閹俳档?，物料線密度將增大，所需要的輸送帶張力也要加大。而為了保證帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)行，輸送帶的張力應(yīng)限制在安全系數(shù)所允許的范圍內(nèi)。所以，為了降低能耗，我們應(yīng)充分挖掘帶強(qiáng)和帶寬的潛力，在滿足帶強(qiáng)和帶寬的情況下，取較低的帶速以達(dá)到節(jié)能的目的。

（2）應(yīng)用模糊控制器節(jié)能。為了維護(hù)帶式傳送機(jī)的穩(wěn)定、快速、節(jié)能等要求，選擇合適的控制器就是關(guān)鍵。帶式輸送機(jī)的節(jié)能問題實(shí)際上就是輸送機(jī)帶速與運(yùn)量合理匹配的問題，也就是帶式輸送機(jī)的速度控制問題。用變頻調(diào)速裝置配合鼠籠電機(jī)驅(qū)動(dòng)粘彈性體的帶式輸送機(jī)，延遲特性嚴(yán)重，并且隨輸送距離、輸送量的增大變得更為明顯，而帶式輸送機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件（托輥、滾筒）較多，由于加工、安裝、維修等的差別，以及輸送量的隨機(jī)變化，都會產(chǎn)生大量的隨機(jī)干擾。因此對于帶式輸送機(jī)的帶速等參數(shù)與變頻器的輸入頻率之間的關(guān)系就具有很大的不確定性，即模糊性。而模糊控制系統(tǒng)它不依賴于系統(tǒng)精確的數(shù)學(xué)模型，特別適合復(fù)雜系統(tǒng)；適合于非線性、時(shí)變、滯后系統(tǒng)的控制，總之，它是集智能性和自學(xué)習(xí)性于一體智能控制系統(tǒng)。模糊控制的實(shí)質(zhì)是將專家知識的控制策略轉(zhuǎn)換為自動(dòng)控制的策略，它所依據(jù)的原理是模糊蘊(yùn)涵概念和復(fù)合推理規(guī)則。通常它以被控對象輸出變量的偏差和偏差的變化率作為它的輸入變量，而把被控量定為模糊控制器的輸出變量，反映輸入輸出語言變量與語言控制規(guī)則的模糊定量關(guān)系及其算法結(jié)構(gòu)。實(shí)際應(yīng)用中把采集到的控制信息經(jīng)語言控制規(guī)則進(jìn)行模糊推理和模糊決策，求得控制量的模糊集，再經(jīng)模糊判決得出輸出控制的精確量，作用于被控對象，使被控過程達(dá)到預(yù)期的控制效果。經(jīng)驗(yàn)證明，對于一些復(fù)雜系統(tǒng)，特別是系統(tǒng)存在不確定性的、不精確的和不確定信息的情況下，模糊控制的效果常優(yōu)于常規(guī)控制。

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（作者單位：兗州煤業(yè)股份有限公司綜機(jī)管理中心）