论矿井大功率胶带输送机的软启动

王国强

摘 要

随着煤炭开采事业的快速发展，矿井胶带运输机使用寿命短、经常出现故障的问题引起了人们的高度重视。胶带运输机是煤矿开采中常用的运输设备之一，其故障会造成煤矿开采停产，影响煤矿企业的产量，进而影响企业的经济效益。针对这一问题，本文对胶带运输机的工作原理、特点等进行了简单分析，然后研究采用软启动方式以降低胶带运输机的故障发生率的方法。

【关键词】大功率胶带运输机 工作原理 软启动方式

胶带运输机是煤矿井下生产常用的运输设备，并且随着煤炭开采技术的提高，开采规模的扩大，胶带运输机的运量更大、速度更快、强度更高，实现了多元化的发展。虽然，胶带运输机取得了很大的发展成就，但是其故障发生率却居高不下，严重影响了煤矿企业的正常生产，为解决这一问题，相关学者提出了采用软启动方式减少运输机各部件受到的冲击，从而降低运输机故障发生率，提高使用寿命。

1 大功率胶带运输机分析

胶带运输机又叫做皮带运输机，是工业生产中用来运输生产原料、产品等物料的运输设备。通常情况下，胶带运输机主要由机架、托辊、滚筒、电动机、皮带等构件组成。在工作中，电动机带动驱动滚筒运动，然后驱动滚筒依靠与皮带之间的摩擦力带动皮带运动，同时也带动皮带上的货物运动，从而实现货物的运输。

胶带运输机是一种运输量大、运输效率高的连续运送设备，同时胶带运输机凭借其便于自动化控制的优势已经成为煤矿生产中必不可少的设备之一。然而，在煤矿生产中胶带运输机工作环境恶劣，且工作负荷较大，因此胶带运输机也经常出现故障。经过大量的实践分析，造成胶带运输机故障率高、使用寿命短的主要原因是胶带运输机的启动方式。一般来说，胶带运输机启动时，其运行速度在很短的时间内就可以达到最大，因此机器启动的一瞬间运输机各构件都承受着巨大冲击力，再加上运输机工作中产生的较大振动，所以胶带运输机在经过长时间使用后经常出现各种故障。

为解决胶带运输机故障率高、寿命短的问题，相关技术人员提出了运输机软启动方式。所谓软启动是指在运输机启动系统中安装特殊的启动装置，从而减少运输机启动时产生的冲击力，减少运输机各构件的震荡，进而提高运输机的可靠性，降低故障发生率，提高运输机的使用寿命。

2 运输机软启动装置分析

使用软启动装置可以确保运输机平稳启动，降低启动力矩，从而减少对各构件的冲击，减少疲劳损害，降低运输机的故障发生率。然而，胶带运输机对软启动装置也有一定的要求。

运输机之所以能够启动运转，是因为电动机提供的启动力矩大于传动滚筒的逆转阻力，而这种逆转阻力的大小在运输机满载和空载时是不相同的。例如：运输机满载时，传动滚筒逆转阻力的90%是运送材料的运行阻力，此时启动力矩只有达到额定力矩的90%运输机才会运动。然而，运输机启动力矩从0到90%需要一定的时间，这段时间越长运输机的传动系统产生的无功热量越多对运输机构件的损坏越大。

通过以上分析发现，运输机在启动时要有一定的延迟时间以减少胶带瞬间受到张力，进而减少各构件受到冲击力，减缓各部件的损毁，提高运输机的使用寿命。因此我们在选择运输机软启动装置时需要考虑到装置能够否将胶带瞬间承受的张力控制在合适范围内。

3 常见运输机软启动装置分析

3.1 液力耦合器

液力耦合器是当前运用最为广泛的软启动装置，该装置可以有效的改变运输机的启动性能，并且增加运输机的启动力矩，起到很好的软启动效果。一般来说，液力耦合器包括调速型以及限矩形两种。

第一，调速型液力耦合器结构比较复杂，由涡轮、泵轮、涡轮轴、泵轮轴、外壳等构件组成。同时，调速型液力耦合器还具备以下几个优点：该装置可以使运输机空载启动；该装置的启动时间可以根据运输机的具体参数进行调整；使用该装置的运输机启动加速度较为稳定；该装置可以有效减缓运输机各构件受到的冲击，从而延缓运输机的损坏，提高设备使用寿命。

第二，限矩形液力耦合器与调速型耦合器相比，其结构比较简单，并且该装置同样具备一定的优点：该装置能够最大限度的提高运输机电机的启动能力，从而确保运输机在重载情况下顺利启动；该装置的启动电流较小，且启动持续时间较短，从而有效避免电动机因过载而损坏；该装置结构比较简单，同时在工作中只需要简单维护即可，工作可靠性高。

3.2 粘滞离合器

粘滞离合器又叫做油膜离合器，该装置在工作中会改变离合器之间的距离，从而改变离合器中的粘性液体以改变运输机的启动力矩。粘滞离合器一般由液压系统、传动系统以及控制系统等组成，与液力耦合器相比其具备以下几个特点：该装置能够通过与电动机的良好匹配，确保运输机在重载情况下的顺利启动；该装置可以通过摩擦片的开脱实现运输机的空载启动；该装置通过对油压大小的控制以改变运输机的启动加速度；另外，该装置还可以有效平衡各运输机电动机的功率，从而减少过高功率对电网的冲击。

3.3 变频调速装置

变频调速装置也是一种比较常用实现运输机软启动的装置，由于该装置可以对电动机进行过流、过载、过压、短路等保护，因此使用该系统后可以直接将电动机与运输机减速器进行连接。

另外，该装置除了能够实现运输机的软启动，降低运输机的故障发生率以外，还有很高的适应性，可以被广泛应用在各种煤矿开采工作中。

3.4 新型软启动装置

近年来，相关技术人员或者组织一直在研究新型的胶带运输机软启动装置，并且取得了一定的成果。例如：美国一家电气设备生产企业开发研究了一种专门用于重载胶带运输机的启动系统——CST可控驱动系统。该驱动系统全部采用计算机控制，并且将离合器装在低速轴上，从而提高了减速器的使用寿命，使系统更加可靠，软启动效果更好。

另外，近来也出现了一种电子软启动装置，该装置采用的技术更加先进、性能更加稳定、抗干扰能力更强，具有更广阔的应用前景。

4 结语

降低胶带运输机的故障发生率，提高机械使用寿命已经成为众多生产企业关注的焦点，而当前最常采用的方法是实现胶带运输机的软启动。本重点对带式运输机常用的软启动运输装置进行了分析，为生产企业提高运输机使用寿命，减少生产成本等作出了应有的贡献。

参考文献

[1]张伟.煤矿皮带运输机电机软启动器的应用浅析[J].机电信息，2013（21）

[2]孙阳修.强力胶带输送机选型设计[J].科技创新导报，2012（12）

[3]张拴俊.浅议MST系列软启动装置在皮带运输机的应用[J].数字技术与应用，2012（3）.

作者单位

平煤集团八矿机电四队 河南省平顶山市 467000endprint