李東林

（北方重工集團有限公司進出口分公司，遼寧 沈陽 110141）

帶式輸送機作為散料輸送最可靠、最經濟的設備，已成為我國煤礦的主要運輸方式。隨著煤炭行業(yè)高產高效礦井建設，煤礦綜合機械化程度和生產工效的不斷提高，煤礦井下用帶式輸送機，對于整機，正向高帶速、大運量、大功率、大傾角、長運距的方向發(fā)展；對于零部件，正向高壽命、低能耗、高性能的方向發(fā)展。然而，國內煤礦井下帶式輸送機的驅動系統(tǒng)單機驅動功率一般都很小。單機功率偏低，阻礙著帶式輸送機的發(fā)展。因此，提高驅動系統(tǒng)的單機驅動功率。對于開發(fā)研制大型帶式輸送機，滿足煤炭行業(yè)的需要有十分現(xiàn)實的意義。

一、開發(fā)大功率驅動系統(tǒng)必須考慮和解決的關鍵問題

驅動系統(tǒng)是帶式輸送機最重要的部件。驅動技術的關鍵在于啟動時間和啟動加速度的控制。煤礦井下環(huán)境惡劣，提高驅動系統(tǒng)的單機驅動功率，勢必對帶式輸送機的其它電氣和機械部件，如：電機、電控、滾筒、輸送帶、輸送帶接頭、機架、托輥等造成極大影響。而開發(fā)大功率驅動系統(tǒng)，提高整機性能，需要解決很多問題，其中關鍵有以下兩個方面：

1 帶式輸送機的起動控制

對于大功率驅動系統(tǒng)，不可控制啟動和快速啟動會使得輸送帶張力過大，進而導致輸送帶和其他元部件的損害，甚至會出現(xiàn)機架損壞，拉緊裝置傾翻，輸送帶斷裂等事故。

2 帶式輸送機輸出功率控制

若帶式輸送機超載，或出現(xiàn)多驅之間負載不平衡，而驅動系統(tǒng)無法及時調整機速和轉矩或不能平衡各驅負載，這會使得機械部件發(fā)生過載損壞。

二、開發(fā)研制大功率驅動系統(tǒng)的可行性

軟啟動技術是解決帶式輸送機大功率驅動系統(tǒng)所遇問題的核心技術。早在六十年代國外就已廣泛使用，直到八十年代末國內才開始使用。主要分為三種調速方式：一是調速型液力耦合器調速；二是電機變頻調速（即由變頻調速電機和齒輪減速機構成的驅動系統(tǒng)）；三是差動輪系液粘調速（即CST驅動系統(tǒng)），然而后兩者雖能達到帶式輸送機的軟起要求，但均因價格高昂、維護費用高，或者系統(tǒng)復雜等原因，在承受能力、日常操作維護、備件的購買等方面，均存在一定難度。而采用調速型液力耦合器的軟起技術對開發(fā)研制大功率驅動系統(tǒng)是較為經濟、合理和可行的。

三、調速型液力偶合器的傳動原理

調速型液力偶合器是通過傳動介質傳遞能量的傳動元件。工作時，偶合器中充以工作油，當泵輪軸帶動泵輪旋轉時，進入泵輪的工作油在葉片的帶動下，形成高速高壓液流，沖擊渦輪葉片，使渦輪跟隨泵輪作同方向旋轉，流動過程中減壓減速。在傳動過程中，泵輪將輸入的機械能轉換成工作油的動能和勢能，而渦輪則將工作油的動能和勢能轉換成輸出的機械能，從而完成從泵輪軸向渦輪軸的功率傳遞。當泵輪旋轉時，排油腔內形成旋轉油環(huán)，由供油泵向流道內供一定量的工作油，勺管排出等量的油，使得流道內的油位與排油腔內的油位相適應。當勺管向外拉時，旋轉油環(huán)加厚，此過程中勺管少排或不排油，此時，流道內的工作油增高。渦輪的轉速也隨之升高。反之，則相反。

四、調速型液力偶合器大功率驅動系統(tǒng)的優(yōu)越性

1 改善了起動性能

該大功率驅動系統(tǒng)能使帶式輸送機起動時得到較為合理的起動速度和加速度，保證了帶式輸送機的平穩(wěn)起動，并將起動過程中的沖擊及動張力減小到最低程度。避免了大功率、高帶速的直接起動，增大好幾倍動張力，沖擊帶式輸送機和各元部件，影響了各元部件及整機的穩(wěn)定性及使用壽命。也避免了輸送帶出現(xiàn)“抖動”、“打滑”等現(xiàn)象，延長了輸送機的使用壽命。

2 實現(xiàn)多機驅動的功率平衡

大型帶式輸送機一般采用多機驅動，由于各電機間的功率分配不均，會發(fā)生偏載現(xiàn)象，偏載嚴重時，會損壞電機。采用調速型液力偶合器后，改變其充液量，即可調節(jié)其輸出力矩，通過電氣調節(jié)裝置操縱調速型液力偶合器勺桿的位置，調節(jié)充油量，獲得各種所需的輸出轉速，即改變調速型液力偶合器的外特性曲線，使電機與它的共同工作特性曲線相應變軟，再配上電氣自調系統(tǒng)，自動調節(jié)電機的負荷分配，使之趨于平衡。這樣，無論膠帶是空載還是滿載，均能使電機空載迅速啟動，而膠帶則緩慢均勻加速，使啟動加速度在0.1—0. 3m/s2范圍內，并使多機驅動，各電機的功率不平衡度在5%以內。

3 滿足滿載起動，易于實現(xiàn)過載保護

對于煤礦井下帶式輸送機，過載運行和滿載起動的現(xiàn)象很普遍。為使安全運行，必須保證輸送機在過載的情況下不輸入過大的功率。由于傳動部件與電機通過液力偶臺器連接。當出現(xiàn)過載時，偶合器的滑差增大，輸出轉矩也隨之增大，電機仍可在穩(wěn)定工作區(qū)靠近最大轉矩點附近運轉，不致失速或悶車，有效地保護電機和傳動部件。

4 無磨損傳動，傳動平穩(wěn)

由于調速型液力偶臺器的泵輪與渦輪間靠傳動介質傳遞能量，二者間無機械連接和磨損，使用壽命長。同時，隔離了電動機和負載的扭曲和振動，緩和了沖擊，延長了整機使用壽命。

5 易于實現(xiàn)自動控制，遠程控制

調速型液力偶合器的調節(jié)主要是控制勺管的直線伸縮，電控易配合實現(xiàn)自動控制。同時在多點驅動時，還可實現(xiàn)遠程自動控制。

6 使用維護簡單

該驅動系統(tǒng)傳動原理簡單，調節(jié)安裝方便，運行可靠，無特殊維修和檢修，對運行管理人員的技術水平要求不高。

7 具有良好的經濟性

在相同功率條件下，由于變頻調速驅動系統(tǒng)和CST驅動系統(tǒng)價格高昂，調速型液力耦合器驅動系統(tǒng)只占它們價格的幾分之一，而且以其低廉的維護費用，使得它投入使用后很快便能收回成本，充分的顯示其性價比高的優(yōu)越性。

結論

煤礦井下帶式輸送機采用調速型液力偶合器大功率驅動系統(tǒng)，能夠有效的控制帶式輸送機的啟動，減緩沖擊，隔離振動，防止動力過載，減少電網(wǎng)沖擊電流，協(xié)調多機驅動功率平衡，實現(xiàn)遠程控制。而且能夠有效加大單機驅動功率，增強運行可靠性。這對提高煤炭日產量，推動煤礦井下用帶式輸送機乃至煤炭事業(yè)的發(fā)展有著現(xiàn)實的意義。所以，該系統(tǒng)應該在煤礦井下帶式輸送機中得到進一步推廣及應用。

[1]煤礦井下帶式輸送機多電動機驅動功率平衡的研究[J].西安科技大學，2007.