3  长距离、大运量下运带式输送机关键技术的分析
3.1  下运带式输送机的基本组成
 带式输送机的组成如图3.1所示[2]，主要其有:输送带、驱动装置(电动机、减速机、软起动装置、制动器、联轴器、逆止器)、传动滚筒、改向滚筒、托辊组、拉紧装置、卸料器、机架、漏斗、导料槽、安全保护装置以及电气控制系统等组成。
 
1-头部漏斗 ；2-机架；3-头部扫清器；4-传动滚筒 5-安全保护装置；6-输送带；7-承载托辊；8-缓冲托辊；9-导料槽；10-改向滚筒；11-拉紧装置 12-尾架；13-空段扫清器；14-回程托辊；15-中间架；16-电动机；17-液力偶合器；18-制动器；19-减速器；20-联轴器
图3.1 带式输送机组成示意图
3.2  驱动方案的确定
 带式输送机的驱动部是整机组成的关键部件。驱动部配置是否合适，直接影响带式输送机能否正常运行。长距离、大运量带下运带式输送机对驱动部的要求比通用带式输送机的要求更高，它要求驱动装置能提供平稳、平滑的起动和停车制动力矩，以保证输送带不出现超速、打滑及输送带上的物料不出现滚料和滑料现象。为此要求驱动装置具有一个制动力可随时调整的制动器，以保证起动和停车制动的可控，极大地减小对物料的冲击。同时，在输送机空载起车时还必需保证起动的平稳性。
 下运带式输送机受地形条件(如起伏较大)和装载量的影响，其起动工况比较复杂，应考虑如下几种：
  (1)负载量小或空载，松闸后带式输送机不能自起动；
  (2)负载量较大，松闸后带式输送机能自起动，但自然加速度较小；
  (3)负载量大，松闸后带式输送机能自起动，且自然加速度较大。
 下运带式输送机在正常运行时，电动机也存在发电工况、电动工况交织运行的问题，所以在设计中，一般较少考虑软起动装置。带式输送机配下运带式输送机在正常运行时，电动机也存在发电工况、电动工况交织运行的问题，所以在设计中，一般较少考虑软起动装置。带式输送机配置软起动装置，可有效降低起、制动过程的动张力，延长输送带及接头的使用寿命，甚至可降低输送带强度，具有很大的经济意义。对此《煤矿安全规程》作了相应规定。
 由于下运带式输送机一般情况下电动机工作在发电工况，空载时电动机工作在电动工况。目前常用的下运带式输送机驱动部典型设备配置如表3.1所示。
表3.1 常用下运带式输送机驱动部组合表
组合

设备  1  2  3 4 5 
电动机 单机或多机1:1(或2:1)驱动 单机驱动或多机1:1(或2:1)驱动 多电机1:1(或2:1)驱动 多电机1:1(或2:1)驱动 多电机1:1(或2:1)驱动 
软起动 无 限矩型液力偶合器 限矩型液力偶合器 调压电气软起动 滑差离合器 
减速器 垂直轴或平行轴 垂直轴或平行轴 垂直轴或平行轴 垂直轴或平行轴 可以采用垂直轴或平行轴 
制动器 可控盘式制动装置 可控盘式制动装置 液压制动或液力制动+推杆制动 可控制动装置 可控制动器 
拉紧装置 重力拉紧或自动拉紧 重力式拉紧装置 重力式拉紧装置 重力拉紧或自动拉紧装置 重力拉紧或自动拉紧装置 
适用场合 短距离，中小倾角、小型机 中长距离，大倾角 中长距离，大倾角 长距离，变坡，倾角不大 长距离，变坡，倾角不大 
3.3  新型下运带式输送机驱动组合及其控制过程
 多数下运带式输送机采用以下几种驱动部组合方式:
 (1)电动机—制动装置—减速器—滚筒
 (2)电动机—限矩型液力偶合器—制动装置—减速器—滚筒
 (3)电动机—限矩型液力偶合器—减速器—可控制动装置—滚筒
 (4)电动机—软启动—减速器—液压软制动—盘式制动装置—滚筒
 (5)电动机—软启动—减速器—液力软制动—盘式制动装置—滚筒
 (6)电动机—软启动—减速器—可控盘式制动装置—滚筒
 (7)电动机—软启动—减速器—液粘软制动—滚筒
 其中方式(1)～(3)多用于小型(短距离、小倾角、小运量、低带速)下运机上方式；(4)～(7)较适于大倾角下运输送机上。由上述方案可见，下运输送机可控制动装置必不可少；并且目前对下运输送机电动工况的可控起动问题有所忽视。对于长距离、大运量下运带式输送机，可控制动装置必不可少，同时可控起动装置也成为必须。
 为此我们提出一种经济实用的长距离、大运量、大功率下运带式输送机的驱动部组合方案。该方案驱动部主要有以下设备组成:电动机、联轴器、调速型液力偶合器、减速机、可控制动装置、驱动滚筒等组成，如图3.2所示[3]。
 
 图3.2 驱动部分组合方案示意图
 采用以上驱动组合的下运带式输送机的起动和停车过程如下:
 (1)开机准备:先给软起动装置的电气系统和液压系统送电，使主、从动摩擦片闭合，可控制动装置逐渐松闸，如果是重载，按起动要求重车逐渐自动起动带式输送机。
 (2)当输送带在装满物料的情况下起动带式输送机时，不能直接对电机送电，否则起动太快，物料容易出现下滑或滚料，所以在这种情况下而是靠煤的下滑力起动输送机，当逐渐松开制动器，输送带带动电机旋转，通过速度传感器检测旋转速度，当速度达到近电机同步运行转速时，PLC控制电机自动送电起动，从而使电机运行于正常的发电状态，这样可以大大减小电机起动时对电气和机械的冲击。而且向下输送的角度越大，起动加速度越大。为了保证起动平稳，通过速度反馈改变制动器施加的制动力，根据不同的制动力，把加速度控制在0.3m/s2之内，保证起动过程的平稳性。
 (3)电机直接起动控制，当输送机空载或轻载，逐渐松开制动器时，输送机不能自动起动，这时根据测速装置检测输送机处于零速状态或起车太慢时，需要采用调速型液力偶合器来可控起动带式输送机，此时的可控起动过程完全同上运带式输送机的起动过

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