胶带输送机启动技术的性价比论文

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1、胶带输送机启动技术的性价比论文

0概述

近年来带式输送机在煤矿井下运煤系统中所占比重越来越大,许多煤矿已基本实现“运煤皮带化”,尤其是高产高效矿井的运煤系统全部是带式输送机,而且大多为大型带式输送机。中煤平朔煤业公司有关统计资料可以看出:(1)平朔公司在井下使用的都是大型带式输送机;(2)平朔公司在井下带式输送机上采用的软启动装置有3种:差动轮系液黏调速装置(cst)、变频调速装置、液力调速装置。

1软启动优点

启动问题是带式输送机尤其是大型带式输送机的关键技术,此关键技术不仅关系到输送机的启动性能,而且还直接影响输送机的经济效益。因此在大型带式输送机设计中必须考虑和解决启动问题。目前国内外都是采用软启动技术来解决带式输送机的启动问题。大型带式输送机启动时,如果直接启动而不采用软启动,将会导致输送机难以启动,输送带打滑磨损;加大输送机系统启动动张力,造成对输送机系统内部元部件的瞬时冲击;造成电机启动时的电流增大,对于电网也会造成干扰。在带式输送机上采用软启动,就可确保按输送机所要求的启动速度曲线(见图1)平稳启动,清除上述硬启动所带来的危害。软启动具有以下优点:(1)确保启动平稳性,可实现满载启动;(2)减小启动时输送带动张力,可降低输送带安全系数与对元部件的机械强度要求;(3)减小对外界电源电流与电压的冲击;(4)降低输送机制造成本和日常维护费用。由此可见,软启动不仅可提高带式输送机的启动性能而且还为用户带来明显的经济效益,已成为带式输送机是否达到技术先进的标志之一。

2技术经济比较

带式输送机的软启动是通过软启动装置来实现的,所以选择何种软启动装置是至关重要的。应从以下3方面来考虑与选择软启动装置:必须满足带式输送机的软启动要求;价格要经济合理;使用维护要简便,操作人员易于掌握。根据带式输送机在本公司煤矿井下的使用要求,软启动装置必须具有以下性能。(1)可根据输送机启动参数任意调节启动时间,使输送机能按设定的速度曲线平稳启动,同时能实现输送机的满载启动;(2)能控制输送机系统加速度值小于设定值,从而控制输送机动张力在允许范围内;(3)具有多机驱动速度同步和功率平衡功能,同时能设定各个电机间隔启动的功能;(4)具有系统过载保护及报警功能;(5)具有保护外界电网电压与电流的功能,减少电网污染。目前具有上述功能的软启动装置有差动轮系液黏调速装置(cst)、变频调速装置和液力调速装置,下面分别介绍其工作原理及特点。

2.1差动轮系液黏调速装置

差动轮系液黏调速装置主要由可控液黏离合器与行星齿轮传动装置构成(见图2)。其工作原理如下:电机转速通过行星齿轮传动装置的输入轴、中间过渡齿轮,传递给太阳轮,并通过3个行星轮带动内齿圈旋转,同时内齿圈与离合器中的摩擦片相连接,摩擦片产生的油膜动力黏性来传递动力,从而控制输出轴的转速,通过控制与调节离合器中活塞压力和时间,使输送机能够按照预先设定的曲线平稳启动。cst具有可变速运行,调速精度高,功率范围大,目前最大防爆型差动轮系液黏调速装置最大功率可达3000kw。缺点是产品及备件主要依赖进口,价格较高;尤其是使用后期,随着摩擦片的磨损,更换油及摩擦片次数频繁,导致维护成本高;由于摩擦片在低速工作时发热量大使得装置不能长时间的低速运行,从而造成了装置低速性能较差。

2.2变频调速装置

变频调速装置主要通过控制电源的频率、电压来控制电机的转速和转矩,来实现输送机的软启动。其工作原理如下:由电机转速n=60f/p式中f———交流电源频率,s-1;p———电机极对数。可以看出,交流电源频率与电机转速成比例关系。当交流电源的频率发生变化时,电机转速也随之变化。因此控制电源频率变化幅值及频率变化时间,就可使输送机按照设定的速度曲线平稳启动,达到软启动目的。该装置具有调速精度较高、可以变速运行、调速范围大、低速性能好、节能效果显著等优点。目前井上用非防爆型高压变频调速装置功率最大已达2240kw(10kv)。但是防爆型变频调速装置存在功率范围较低、进口产品价格昂贵等缺点,目前国产防爆型变频调速装置最大功率仅为630kw(1140v),存在电机空载时无法启动,同时在装置变频调速时,对外界电源会产生一定程度的干扰。

2.3液力调速装置

液力调速装置主要由电动执行器、液力耦合器主体、稀油站与油箱等组成(见图3)。其工作原理:通过调节耦合器工作腔内充液量的多少,利用传动介质液来传递动力,来控制耦合器输出轴的转速,达到输送机的软启动。先由主电机带动耦合器输入轴运转,然后通过稀油站油泵4向耦合器工作腔内注入传动液。当导流管10位于最底的位置时,进入工作腔的传动介质液全部流回油箱,此时输出轴不转动。当电动执行器9带动导流管缓慢向外移动时,进入工作腔中的传动介质液逐渐增多,输入动力通过传动介质液的液黏作用,带动涡轮7和输出轴,其转速逐渐达到额定转速。通过控制导流管向外移动速度,就可使输送机按照设定速度曲线平稳启动,以实现软启动目的。该装置具有结构简单、操作维护方便、产品厂家货源充足、价格低廉等优点。但是装置也存在调速精度不高、调速范围小、低速性能差、不能长时间的低速运转等缺点。

上述3种软启动装置各有优缺点,其产品价格参数如表1所示。因此通过上述分析,在选择软起动装置时应根据带式输送机不同的使用要求来选择性价比最佳的软启动装置。根据本公司使用经验,这3种软启动装置启动调速性能都较好,变频调速装置由于具有高的调速精度和能较长时间低速运行等优点,已广泛地使用在主斜井带式输送机上,在井下也有使用,低于630kw(1140v)以下。液力调速装置和差动轮系液黏调速装置基本上都使用在井下。液力调速装置运行可靠,操作维护简单;差动轮系液黏调速装置操作维护较困难,使用后期事故率高,维护费用高,事故率增多等原因,目前在井下使用液力调速装置的较多。国产液力调速装置价格低廉,仅为进口产品的40%左右,国产液力调速装置的性能虽比不上进口产品好,但完全满足带式输送机软启动要求,其发展前景是相当广阔的。

3结语

软启动是带式输送机的关键技术,随着带式输送机大型化的趋势,软启动已成为带式输送机是否达到技术先进的标志之一。在带式输送机尤其是大型带式输送机上必须配置软启动装置。选择软启动装置准则:(1)必须满足带式输送机软启动要求;(2)价格要经济合理;(3)使用维护要简单,操作人员易于掌握。本公司使用的3种软启动装置,是国内煤矿最常用的,具有良好的启动调速性能,都能较好地满足带式输送机的启动要求。应根据带式输送机不同的使用要求和不同使用地点来选择性价比最优的软启动装置。变频调速装置一般都用作主斜井带式输送机和地面上的大型带式输送机的软启动装置;井下带式输送机软启动装置大多采用液力调速装置和差动轮系液黏调速装置。国产液力调速装置完全能满足带式输送机的启动要求,国内多家厂商可以提供产品。由于国产产品价格低廉,其发展前景是相当广阔的。

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