大型带式输送机关键技术简述及发展现况

1、大型带式输送机关键技术简述及发展现况 自从 19 世纪末带式输送机发明以来，带式输送机技术的发 展也日趋成熟。对于通用带式输送机来说，已形成了系列产品， 如国产机型有TD75 DTII、DTII (A)等。为了满足国民经济的 需要，带式输送机技术侧重于向长运距、大运量、高带速发展， 而制约带式输送机发展的关键技术瓶颈也成了带式输送机从业 人员的主要研究对象。 一、驱动系统 大型带式输送机的驱动系统要能够提供可调的、 平滑而无冲 击的启动力矩、改善整机的受力状况；多台电动机驱动时，各驱 动电动机之间应能做到功率平衡； 对于长距离带式输送机， 为满 足检带和日常维修应能实现低速运行； 因此大型带式

2、输送机的驱 动系统应具有较好的速度控制功能或可控启动功能。 以下是各种可控启动驱动装置的分析和对比： 直流拖动系统 直流拖动系统是采用直流电动机配以可控硅直流电源、 闭环 调速系统，具有很好的力矩 - 速度控制性能。可以实现带式输送 机理想的软启动要求， 达到速度可调及功率平衡。 但直流系统比 较复杂，维护量大，投资及日常维护费用高，因此使用较少。 CST可控驱动装置 CST是美国道奇(DODG)公司于20世纪80年代专门为带 式输送机研制的一种机电液一体化的驱动系统。 是针对大型带式 输送机对驱动装置的各种要求研制的， 在对大型带式输送机启动 加速控制、减速停机控制、过载保护、多机驱动负载平

3、衡控制等 方面都具有很好的性能。 CST系统优点有：（1）软启动性能好；（2）具有优良的调 速性能；（ 3）运行可靠效率高； （ 4）功率平衡调节性能好； （ 5） 容易控制。 但是CST有以下缺点：价格高、投资大、经济性差，复杂且 维护困难，后期运行成本高。 调速型液力偶合器 与普通型及限矩型液力偶合器相比， 调速型液力偶合器具有 较好的力矩 - 速度控制性能，对多数大型带式输送机来讲，其启 动控制性能完全可以满足要求， 而且价格低廉、 操作及维护简单， 在国内外大型带式输送机上得到了广泛的应用。 缺点是：效率低，正常工作时存在 3%的功率损耗。 液粘调速离合器 液粘调速离合器是利用液体粘性

4、即油膜剪切力来传递力 （或 力矩），并能在有滑差的情况下长期稳定工作的一种可控启动装 置。 液粘调速离合器除具有软启动、功率平衡、慢速运行、过载 保护等功能外， 与调速型液力偶合器相比还具有闭锁能力， 实现 主从动轴同步运行，传动效率较高。 变频调速驱动装置 变频调速存在着调速范围大、稳定性好、运行效率高、可实 现恒转矩、又可实现恒功率调速等优点。 交直交电压型变频器的主回路由整流器、 滤波器及逆变 器组成。 只要改变电子元件的导通周期就可得到所需的交变电源频 率，变频调速的基本原理就是根据电机转速与工作电源频率成正 比的关系，通过改变电动机工作电源的频率来达到改变电机转速 的目的。 二、自动

5、张紧技术 张紧装置是带式输送机必不可少的重要组成部分， 它的作用 是保证输送带适当的张力、 补偿输送带的弹性伸长和为输送带的 重新接头提供必要的行程。 对于通用带式输送机一般采用重锤张 紧或固定绞车张紧装置。 但对于大型带式输送机启制动时输送带 张力的巨大变化、 运行中动态特性的实时变化， 都需要输送带能 动态地自动张紧。 目前国内使用较好的是液压与绞车相结合的自动张紧装置， 如YZL液压绞车型和DYL液压缸型。国外的则有澳大利亚 ACE公 司研制的AP州口 HDV自动张紧装置。 1、APWg动张紧装置 APV绞车张紧装置由绞车、液压系统和电控部分组成。绞车 主要由湿式盘形离合器、 防反转湿式

6、制动闸、 减速器和绞车滚筒 等组成。装在钢丝绳上的测力传感器可以读出输送带张力，由 PLC控制其离合器和制动器来实现各个工作过程。激励离合器来 实现紧带， 激励制动器来松带。 该装置具有快速的紧带和松带性 能、反应敏捷、 体积小、 运行可靠、 控制灵活、 操作简单等优点。 但成本高，维护复杂。 2、HDV自动张紧装置 HDV为变频张紧系统，所有的部件均为电气控制件，提供了 一种全电气解决方案，解决了常规的液压张紧方案控制速度慢、 零件磨损严重的缺点。 系统主要由电气控制系统、 变频电动机和 液压系统等组成， 采用张力计直接测出绞车钢丝绳张力并读出输 送带张力， 通过调整电动机转速使钢丝绳卷筒的

7、输出力矩产生变 化从而对输送带的张力进行动态调节。 设定有时间及顺序控制的 控制器，可在需要时启动绞车驱动电动机，操作绞车制动器，并 在整个启动程序结束后， 将绞车张力调整至适合张力。 该系统具 有张力控制精准，动态反应速度快，维护操作方便的优点。 三、实时监控技术 大型带式输送机由于运行环境复杂， 工作时间长， 可能出现 输送带跑偏、过速、断裂、纵撕、滚筒打滑、电动机过流和堆料 等各种情况， 且生产情况实时变化， 因而需要对带式输送机进行 实时监控。 带式输送机实时监控技术是指利用计算机监控和总线传输 系统，通过各种传感器将输送机的负载情况、输送带张力、电动 机运转状态、 液压系统压力等各种

8、参数传送到井上控制中心， 以 便及时进行调整和故障排除。 带式输送机动态监控技术的核心是 现场总线技术， 目前用于带式输送机动态监控的较成熟的现场总 线技术有EPA和CAN等。 1、EPA EPA(EthernetforPlantAutomation) 是 Ethernet 、TCP/IP 等 商用计算机通信领域的主流技术直接应用于工业控制现场设备 间的通信， 并在此基础上， 建立的应用于工业现场设备间通信的 开放网络通信平台。 这一项目的研究得到了中国“ 863”高科技研究与发展计划 的支持。EPA的技术以其确定性通信、集成统一、互操作性、开 放性、分层的安全策略以及支持冗余的特点， 在工业

9、控制中得到 广泛应用，实现了从底层现场设备到上层控制层和管理层的统 一，保证了数据的实时、稳定传输。 2、CAN CAN(ControllerAreaNetwork) 是一种有效支持分布式控制 和实时控制的串行通信网络，最早由德国BOSCH公司推出，广泛 用于离散控制领域，其总线规范已被ISO国际标准组织制定为国 际标准。CAN有众多的优点：多主工作方式；短帧结构传输；非 破坏性仲裁技术； 节点在错误严重的情况下具有自动关闭总线的 功能；实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低， 有可靠的错误处理和检错机制等。 四、输送带选型 输送带作为带式输送机的关键部件， 其选型对于工程的投资 有

10、极大的影响。 输送带的安全系数 合理降低胶带的安全系数， 可减轻输送带的重量， 减小驱动 功率，降低能耗，减小托辊的载荷，增加托辊的使用寿命，降低 投资和运营费，提高输送机的经济效益。 输送带安全系数合理的选取应建立在对带式输送机进行正 确动态分析的基础上， 通过对输送带各点张力的精确计算， 掌握 输送带在最不利工况下的张力情况， 从而合理选取输送带的安全 系数，正确选择输送带的型号。 胶带强度要求 胶带的接头强度只能达到该胶带强度的70%-90%,胶带的 最薄弱处就是它的接头， 所以如何确定接头的最佳连接方法就成 为提高胶带实际强度的关建。 对胶带的安全性， 现主要基于四项 不同的设计规范，即运行张力、起动张力、胶带延伸性和寿命的 递减、接头动态效能的损失。 对运行张力虽通常按最高张力条件 确定，但由于造成接头疲劳的额定运行张力约占最高设计张力的 80%，故很难达到；对启动张力是一种不常出现的周期性条件， 可根据停机和启动的频率来确定是否应视为持续起作用的疲劳 因素；对胶带延伸应力和性能退化应该视为一种持续负荷加到运 行数值中， 由于利用新