同步传动齿轮在带式输送机的应用

唐继东　顾正伟

【摘 要】带式输送机在现代化矿井生产的地面运输、井下运输和斜井运输中发挥着重要作用。带式输送机的关键部件是同步传动齿轮。煤矿井下现场处理问题时为了节约时间，因对该部件的作用不了解，往往被卸下后不再安装了，其实这种做法是错误的，下面以SPJ-800型带式输送机为例，分析使用传动齿轮的重要性和必要性。

【关键词】同步传动齿轮；带式输送机；运输

1 带式输送机机头驱动部分的结构

主驱动部分由2台电动机、2台减速器和2个主传动滚筒分别通过联轴器（SPJ-800型带式输送机大多是使用400型液力偶合器）、内齿套和外齿套联接而成。

联接方式：2台电动机与2台减速器之间分别由液力偶合器联接；2台减速器与2个主传动滚筒之间分别由1对内齿套和外齿套组合联接。其中内齿套的内孔和外齿套的内孔以花键形式分别联接在减速器输出轴上和主传动滚筒主轴的输入端上，而内齿套与外齿套之间分别通过M4、Z54的内、外齿轮啮合方式联接；2个主传动滚筒主轴的另一端分别以花键形式各自联接1件传动齿轮（M8、Z78）相互啮合，速比为1：1。构成了最初由2台电动机拖动，最终由2件传动齿轮啮合、输出相同力矩刚性联接的主驱动输出系统，保证了整台带式输送机平稳安全地运行。

2 工作原理

由2台电动机同时以相同的转速（1470～1480r/min）起车，通过液力偶合器带动2台减速器工作。同时2台减速器输出端通过内、外齿套的联接，分别将转速传给2个主传动滚筒，再通过2个主传动滚筒的外缘与胶带接触面之间的摩擦力带动整台带式输送机正常运转。

正常工作时，整套主驱动系统的牵引力在两件主传动滚筒上的分配是不同的，但因两个主滚筒直径相等具有刚性传动的双滚筒转速是相同的。从2（a）看到，胶带由滚筒2的D点到滚筒1的B点，这两点之间除有一小段胶带重量外，张力没有变化。所以，B点可以看作是D点的延续。当滚筒2传递的牵引力达到极限之后，滚筒1开始传递牵引力给胶带。这时静止角仅存在于滚筒上，胶带在两滚筒上的张力变化曲线（b）。

滚筒2可能传递的最大牵引力为：

WIImax=S'-Sτ=Sτ（eμɑ/2-1）

滚筒1可能传递的最大牵引力为：

WImax=Symax-S'=Sτeμɑ/2（eμɑ/2-1）

式中S'——两滚筒之间胶带的张力

传动装置可能传递的总牵引力为：

Wzmax=WImax+WIImax=Sτ（eμɑ/2-1）

式中：ɑ=ɑ1+ɑ2

两滚筒可能传递的最大牵引力比为：

WImax/WIImax=eμɑ/2（eμɑ/1-1）/（eμɑ/2-1）

通常情况下：ɑ=ɑ2=ɑ/2

因此可得：WImax/WIImax=eμɑ/2

由上可知，对于具有刚性联接的双滚筒传动装置，滚筒1可能传递的最大牵引力比滚筒2大eμɑ/2倍。并且两滚筒之间牵引力的分配还取决于摩擦系数和围包角的数值。当输送机的牵引力一定时，在滚筒1传递的牵引力未达到极限值的情况下，即在λ1=A1-n1的情况下，从2的曲线可以看出，摩擦系数增大时，滚筒2传递的牵引力WII增大，WI减小；反之，减小时，WII减小，WI增大。这是由于输送机的牵引力Wz=WII+WI为定值。而在刚性联接的双滚筒中，只有滚筒1传递的牵引力达到极限后，滚筒2才传递牵引力，具有刚性联接的双滚筒的传动，其设计缺点是牵引力的分配比的设计值只适用一定的载荷及一定的μ值。当载荷变化及滚筒表面情况变化时，牵引力的比值也就被破坏了。

由上述的分析可知，带式输送机是具有刚性联接的主驱动装置，实际带式输送机主驱动系统的内部的各部件是存有一定差异的，在这个驱动装置中，如果没有这两件传动齿轮，一方面，会使带式输送机主驱动系统整套的刚性联接发生破坏。根据以上的分析判断，在正常工作情况下滚筒1的牵引力是滚筒2的eμɑ/2倍。若在主驱动系统失去刚性联接情况下，滚筒1和滚筒2之间所分配的牵引力比值也会发生变化。特别在整机起车瞬间，滚筒1在失去2件传动齿轮的平衡下，所承载的牵引力急剧增大，会使驱动装置系统中联接滚筒1的各部件都受到巨大载荷的冲击。由于疲劳，个别薄弱环节就会遭到破坏，最终导致事故的发生；另一方面，电机新旧的不同存在输出扭矩的差异，液力偶合器注入介质量直接影响扭矩的传递，以及减速器内部齿轮间隙的大小等诸多因素。由于这些因素的存在，严重地影响了主驱动装置内部的刚性联接。在主驱动装置中安装使用传动齿轮，能解决这些问题，使主驱动装置最终能以刚性联接输出牵引力。

3 现场应用

在部分生产矿井运输中常有带式输送机不安装传动齿轮的现象。如在西安煤业公司第一采煤区井下SPJ-800型带式输送机就有没安装传动齿轮的，在该区近几年的时间里，连续出现多起滚筒1的主轴处的内、外花键槽打齿事故。尤其是在2005年8月份，一个月内31采带式输送机打坏3套内、外齿，影响生产达十多个小时。经分析，原因就是由于没有安装传动齿轮。现在每台SPJ-800型带式输送机已经全部安装上传动齿轮，并定期注油，事故率大大降低。

[责任编辑：曹明明]