论煤矿井下胶带输送机驱动技术

朱海生

摘要：本文主要介绍国内外带式输送机技术现状；分析煤矿井下可伸缩式胶带输送机在驱动部分、自动张紧部分、自移机尾部分等部位的结构特点。

关键词：可伸缩式胶带输送机；驱动；张紧；自移式机尾

一、国内外煤矿用带式输送机现状

（一）国内煤矿用带式输送机的现状

80年代末期以来，我国的煤矿用带式输送机有了很大的发展，对带式输送机关键部分的研究和产品开发都取得了可喜的成果。输送机产品系列不断增多，适用多种用途的各种皮带机应运而生。如大倾角带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩式带式输送等新型带式输送机系列产品，并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，较以前有了极大的提高。

（二）国外煤矿用带式输送机的现状

国外带式输送机的发展主要表现为两方面：（1）带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化。如高倾角带式输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等；（2）带式输送机本身的技术和装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型输送机已成为其发展的主要方向。在煤矿井下由于受环境条件的限制，通常使用的带式输送机关键技术与装备有以下特点：

1.设备大型化，其主要技术参数与装备均向着大型化发展，以满足年产300-500万吨以上高产高效集约化生产的需要。

2.应用动态分析技术和机电一体化，计算机监控等高新技术，采用各种软起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，大大降低了输送带的张紧力，输送机始终处于最佳运行状态，设备性能好，运输效率高。

3.采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，使输送机单机运行长度在理论上不受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。

4.新型，高可靠性关健元部件技术，如多种先进的大功率驱动装置与调速装置，高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效储带装置、快速自移机尾装置等。

（三）国内外带式输送机技术的差距

与国外相比，国内带式输送机的机型一般都偏小，特别是带速通常不超过4m/s，对高带速输送机及其动态设计与计算机监控等关键技术问题缺乏实践经验，由于带速普遍较低，许多设计单位仍沿用以前的静态设计法，用加大输送带安全系数的方法来提高设计的可靠性，其结果是不仅增大了设备成本，而且降低了设备运行的可靠性。此外，我国的输送机制造企业大都追求小而全的模式，未能像国外一样形成大规模的元部件生产厂和加工中心，以至元部件的设计和制造都得不到有效提高。

二、井下可伸缩式胶带输送机各部位的结构特点

为满足高产高效采煤工作而产生的需要，我国开发研制了大功率、长运距的顺槽可伸缩式带式输送机，并已经在井下开始应用。新的机型在驱动装置、自动张紧装置、自移机尾等部分都较以前的机型有了很大的发展和跨越，其运距、运量、输送速度、整机功率都较以前有了很大的提高。

（一）新型驱动装置

可伸缩式带式输送机的驱动装置由电动机、行星齿轮减速器、调速型液力偶合器、制动器和油箱等组成。由于采用平行于输送机的布置方式，不需要开拓硐室，节省了大量基建费用，其特点：

1.电动机实现空载启动

利用液力偶合器的调速特性，实现电动机的空载启动，从而降低了启动电流的持续时间，减小了启动电流的平均值，并减小了电机启动时对电网的冲击。在多电机启动时，还可以控制多电机按照预定的时间间隔循环启动，避免了多电机同时启动对电网的冲击。

2.利用电动机的启动能力实现满载启动

根据煤矿上的实际使用要求，要求输送机具有满载启动能力，过去一般采用增大电动机的功率来满足启动要求，采用调速型液力偶合器后，根据其特性曲线，可以利用电动机的尖峰力矩实现输送机的启动。

3.实现软启动

采用调速型液力偶合器并配上电机调节装置，可实现软启动。无论输送带满载还是空载，均可使電机空载启动，然后输送带缓慢均匀加速，加速度控制在0.1-0.3m/s2。

4.减少带式输送机的动张力

通过控制带式输送机的启动加速度，大幅度降低带式输送机的动张力，降低输送带的选用强度，输送带的安全系数可以控制在7∽8，因此，输送带成本大大降低，节约大量投资。

5.多电机驱动时能实现功率平衡

采用调速型液力偶合器后可以通过改变其充油量，调整各驱动单元的输出功率，从而实现各电机的功率平衡。

6.驱动单元结构紧凑，效率高

在驱动单元的功率大于200kw时，采用行星齿轮减速器，能有效减小驱动单元的尺寸。其次，行星齿轮减速器具有比一般减速器更高的传动效率。

（二）中间驱动技术、自动张紧装置和自移式机尾

1.采用中间驱动技术

采用中间驱动装置，可以根据输送机长度的变化选择中间驱动单元的个数，避免由于输送机长度的变化引起的驱动功率的过剩和不足，可以有效的降低输送带的张力。与集中驱动相比，改善输送带的受力状况，降低输送带的选用强度等级，从而降低成本，满足井下顺槽运输距离变化的需要。同时，在总驱动功率不变的情况下，使用中间驱动，可以使驱动单元功率减小，使驱动机元部件小型化、通用化，具有很好的互换性。

2.采用自动张紧装置

自动张紧装置由电机、制动器、减速器、钢丝绳滚筒等组成。采用大拉力张紧装置张紧输送带，同时配备张力传感器测定输送带的拉力，当输送带张力发生变化，超过输送机的正常运行范围时，自动张紧装置迅速运作，调整输送带张力，保证输送机的正常运行。自动张紧装置与自移机尾配合使用，可实现在输送机不停机的条件下，进行输送机机尾的移动和输送带的伸缩，大大的提高了输送机的输送效率。

3.采用自移式机尾

可伸缩带式输送机采用油缸步进式自移机尾后，配以输送带自动张紧系统，可以实现在输送机不停机的条件下移动机尾，减少输送机的辅助工作时间和停机时间，缩短输送机机尾的受料长度，简化机尾与工作面转载机的搭接，提高输送机机尾的移动速度。

4.采用输送带自动调节装置

采用输送带自动调节装置，实现输送皮带的自动调节，解决了由于输送机长度变化时，需要去掉一段输送带时的输送带卷带问题，缩短卷带时间，减少输送机的辅助工作时间。

三、结束语

可伸缩带式输送机由于成功的使用了软启动、中间驱动、自移机尾等技术，其技术性能较以前的和常规的带式输送机有很大提高，基本能满足现有的高产、高效采煤工作面的需要，同时仍在不断的完善和改进，以适应未来生产对顺槽输送的需要。

参考文献

[1]蒋一强，带式输送机的现状与发展趋势[J].中国机械，2015（7）.

[2]宋伟刚、彭兆行，现代长距离带式输送机的现状及问题[J].工程技术，2015（12）.

[3]沈兴，大功率长距离可伸缩带式输送机[J].自动化应用，2017，（1）.

（作者单位：山东鲁泰控股集团有限公司鹿洼煤矿）