带式输送机驱动系统智能化改造研究.pdf

带式输送机驱动系统智能化改造研究贾斌(国家能源集团 神东石圪台煤矿陕西 榆林)摘 要:矿山生产中大量使用带式输送机运输原煤和沙砾其运转效率将矿山生产产生很大影响 目前带式输送机采用常规的传动形式传动系统主要由异步电动机、联轴节、减速器等组成 在煤炭的运输中常规的传动方式都存在起动力矩小、重载启动困难、起动稳定性差、故障率高等问题 为了提高工作稳定性和工作效率山西某矿山采用了一种新型的智能胶带传动方式并利用 和变频器等技术完成胶带的传动启停和智能控制关键词:带式输送机驱动系统智能化改造中图分类号:.文献标识码:文章编号:()煤炭是我国的主要能源之一 在开采时煤的输送量很大所以对煤炭的输送机械进行智能化改造提高了工作效率降低了劳动强度减少了不必要的损耗从而保证了经济效益 研究背景与意义煤炭是人类赖以生存和发展的基础能源我国煤炭储量占世界总储量的 以上是一种重要的工业原料 煤炭开采过程受到自然条件的限制使其运输距离远、运力不足造成大量的经济损失 因此如何合理地对煤炭资源进行有效利用提高其使用效率减少不必要的损失已成为亟待解决的问题 随着经济的不断进步人们对生活质量的要求越来越高而带式输送机作为核心部件具备结构简单、工作可靠、运行平稳、维护方便的优势可以很好地满足相关需求 目前国内煤层温度一般控制在长距离的煤层温度通常低于所以要对带式输送机的驱动系统进行改进进而降低煤的自重达到节约成本、增加产量的目的 带式输送机驱动系统特点带式输送机驱动系统是一种常见且重要的物料输送设备其特点如下:一是高效稳定 带式输送机驱动系统采用电动机作为主要动力源经过齿轮箱、联轴器等传动装置将动力传递到输送带上实现物料的连续输送 驱动系统设计合理能够提供稳定的动力输出确保输送机的高效运行 二是可调性强 带式输送机驱动系统具有可调整速度的特点 通过调整电动机的转速或者采用变频器控制电动机的转速可以实现输送速度的调节以适应不同物料和生产工艺的要求三是运行平稳 带式输送机驱动系统采用了牵引辊、支撑辊等支承装置使输送带得到充分的支撑和导向通过合理选择和安装支承装置可以使输送带在运行过程中保持平稳减少物料溢落和跑偏的可能性 四是占用空间小 带式输送机驱动系统结构紧凑占用空间相对较小 传动装置一般位于输送机的两端或者中间可以根据实际情况选择适当的位置 这样不仅节约空间也方便设备的安装和维护 五是维护方便带式输送机驱动系统采用模块化设计各个传动装置可以单独维修或更换不会对整个系统造成影响 此外驱动系统通常配备有合理的润滑装置和密封装置可以减少摩擦和磨损延长设备的使用寿命 六是适应性强 带式输送机驱动系统适用于多种不同工况环境可以输送各种类型的物料包括散料、块料和粉末等 根据具体需求可以选择不同类型的输送带和驱动系统 七是自动化控制 随着自动化技术的发展带式输送机驱动系统也逐渐实现自动化控制 通过与其他设备的联动和系统集成可以实现自动化的物料输送和生产过程控制提高生产效率和质量 煤炭带式输送机驱动系统智能化改造研究.煤炭带式输送机概况煤炭运输是我国的重要经济活动之一主要作用是储存煤炭资源将其运送到加工车间 在过去的几十年我国的能源生产和消费结构发生了巨大变化特别是改革开放以来对清洁型煤的需求不断增加新技术的应用使煤的使用量大大增加 目前国内煤炭开采量已经达到了上亿吨大部分采用人工驱动方式随着社会的进步人们对生活质量的要求越来越高在矿井采掘过程中必须借助大量的辅助设备如输送机、卸料机械等 辅助设备不仅为工人提供了便利还为企业的安全稳定运行带来诸多隐患 因此如何改进传统方法适应市场环境成为亟待解决的问题.煤炭带式输送机驱动系统的主要模式煤炭带式输送机的驱动系统由传动装置、托辊滚筒和托辊组成 传动方式:煤炭带式输送机上的驱动轮与煤直接接触通过联轴器将电动机的动力传递给滚筒再由滚筒的旋转运动带动托辊作直线往复运送物料 驱动形式:煤炭带式输送机的驱动轮与煤仓连接形式有两种即槽型和水亚布置 槽型巷道结构简单但在运输距离较长的情况下需要设置吊车提高了设备的复杂性吊装效率低不能实现连续作业 垂直布置的矿井一般采用倾斜布置可以有效提高利用率减少矿石堆积降低工人的劳动强度缩短辅助时间且便于检修 因此矿井巷道大多数都采用该类型 支撑方案:在煤矿开采中为了保证较快的提升速度要设置吊车确保生命财产安全不受威胁方便上下班.煤炭带式输送机驱动系统智能化改造流程煤炭运输机械的驱动系统可以实现输送机的自动控制使煤炭的运送效率得到提高 在进行煤炭带式输送机结构改造时首先要对其传动装置和牵引方式等关键部件的工作原理和性能参数进行深入了解根据设计要求选择合适的电动机并通过合理的计算确定设备功率、转速进而得到最佳技术指标 在整个过程中要考虑到煤的特性比如煤的黏性、密度等还需考虑输送的稳定性及输送的安全性 所以要仔细分析煤的使用寿命、可靠性、经济性等问题并制定最合适的方案 本次的课题研究主要针对如何使煤矿带式输送机上的驱动系统功能更完善使其能满足实际需求减少能源浪费减少对环境的污染 驱动系统分析与设计煤炭是我国主要能源之一对经济发展具有重要意义 煤炭作为一种不可再生资源在生产过程中产生了大量煤矸石产生灰尘、粉尘等很多有害物质严重影响生活环境 所以必须对煤炭进行清洁处理使其达到国家标准 在输送机的设计过程中需要使用一些新型驱动装置如电动滚筒可以有效减少输送机磨损提高输送效率 还应在输送机上设有自动换机系统等辅助设备用于将物料运至指定位置并实现安全卸载 另外还应设置保护罩防止灰尘外扬 带式输送机上的驱动系统包括传动机构和托辊系统功能是传递动力并作用到托辊上.驱动系统原理煤炭在输送过程中其运输能力由输送机的运行状态决定 为了保证煤炭质量必须使其平稳、顺畅地运送到煤炭装卸地点 驱动系统主要由传动装置、托辊机构和托辊部件组成 传动装置:将电动机的动力通过联轴器与减速器的联轴器传递到滚筒然后带动滚筒转动实现物料装卸 该系统的特点是结构简单、成本低、效率高便于维护可在露天条件下使用托辊滚筒转速较低所以要对其进行必要调整以适应所需速度 在长距离的输送中托辊的作用尤为重要其性能直接影响设备寿命 因此要根据实际情况选择合适的托辊 支撑架:钢丝绳的支撑可以有效防止其被拉断提高了承载力 同时要具备足够的支撑架材料以避免发生变形或开裂.驱动控制方式在输送机的运行过程中要保证连续稳定工作就要对其进行合理控制 驱动系统的作用是通过控制传动装置的运动实现对物料的运输 驱动系统主要有两种控制方式:一种是直接接触式另一种是间接接触式 间接接触式的特点是不需要动力的传递就可以使输送机械的运转状态完全被控制系统接受具有结构简单的优势 一般的混合器有以下几种:液力耦合器、摩擦型和离合型等 液力耦合器的优点在于构造相对简易成本低但液体的流动会产生很大阻力导致设备的可靠性降低还会出现漏油现象不能达到输送目的 输送机驱动系统智能化改造的设计与实现随着经济的发展和工业技术的进步对运输机械的需求越来越大对输送机的要求不断提高 因此必须有一个高效率的输送系统才能满足生产的需要在进行长距离的输送机改造时首先要考虑如何使其工作可靠性更高并能适应各种复杂条件 所以应从以下几方面入手:选择合适的驱动方式 根据不同的情况采用驱动形式 合理布置传动部件 通过改变传动装置的位置传递功率 同时还应注意的是不能影响整体的运行状态 带式输送机的主要作用是将煤炭等原料运送到指定地方再由传送带把煤送到托盘上这样会大大减少物料的倾倒和搬运时间保证了煤炭的连续供应.系统需求带式输送机的主要功能是转移煤炭传递给煤仓在输送过程中物料的不均匀性和输送环境的变化会引起煤的破碎和胶结也会造成大量的粉尘污染 为保证煤矿的安全生产必须对输送系统的机械设备进行合理设计使其具有良好的工作性能并能够满足实际的使用要求 要根据矿井的特点选择合适的电动机并对机器的运行机构、传动装置、进料口的位置等因素进行分析提高煤炭的利用率、降低成本、改善工人的劳动条件、减少事故的发生 此次课题的目的是对带式输送机的结构进行改造使其更加完善最终实现煤炭的高效运输.智能直驱系统分析.系统结构该系统由电气控制系统、永磁电机、变频器和水冷却系统组成 通过变频器对输出电流频率进行调节对永磁直驱电机进行控制使其能带动滚筒旋转其构造如图 所示 与常规的驱动方式相比使用智能直驱系统中可以去掉减速器、液力耦合器和同步齿轮等将控制器和控制软件集成到变频调速系统中提高了系统的运行效率图 永磁智能驱动方式永磁电机用耦合器与圆筒相连接输出的力矩可以达到额定力矩的 倍还可以实现软启动减少了初期启动时产生的机械及电气冲击 煤矿现阶段井下常用的驱动系统对比情况见表 表 驱动系统对比项目传统驱动方式(变频器减速器异步电机)智能驱动方式(智能永磁直驱系统)可靠性故障率高后期免维护、可靠性强传动效率传动功率 传动效率.控制方式矢量控制速度调节矢量控制速度及转矩调节备品备件维修耗时长模块化设备、便于更换维护 .带式输送机驱动控制算法带式输送机的驱动系统由传动装置、起升机构和张力控制系统等组成主要作用是通过各种方式与动力在传送带上将电能转化为机械能并将此能量传递给输送点或牵引点 驱动系统由若干个电气控制元件组成如过载保护器、限速器及联轴器等可实现对物料的自动分选使输送带和地面保持一定距离保证安全可靠的连续运输 当需要停止或调整时应能使启动、制动及正反向运转 在大功率电机的情况下可采用不同的控制方法 例如可利用 或数字电路进行逻辑运算以达到对电动机的控制:也可以用微机直接遥控的办法控制设备运行过载保护是一个重要环节其功能如下:在正常工作电流范围内当出现意外短路故障时断开电源切断短路回路中的瞬时功率防止因瞬态振荡而损坏机器.数据库在煤炭运输过程中输送机的运行速度和输送物料质量会受其影响所以必须对其进行管理建立数据库实现对输送机控制 在煤炭运输系统中数据库是重要的组成部分作用是将所有的信息存放起来并可以根据需要的参数进行调整 同时数据库还具有很高的安全性不会因为意外而导致人员伤亡 在设计时首先要考虑如何利用数据库的功能发挥优势 另外煤炭带式输送机的工作环境相对恶劣为了降低事故的发生率应采用计算机技术提高自动化水平从而减少不必要的损失 结语煤炭作为我国的重要能源是国民经济的基础原料也是工业发展的动力 随着煤炭开采深度不断加大对煤炭运输提出了更高要求并结合实际生产问题运用计算机辅助软件完成输送机上的驱动系统改造 同时将改进后的电动机与新的皮带做成一体实现长距离的连续自动连接使其具有高效率、节能、自动化的特点参考文献:张劲松.带式输送机驱动系统智能化改造研究.煤():.燕鹏达.煤矿带式输送机智能化控制系统改造设计及应用.山东煤炭科技():.奉晋交.带式输送机控制系统智能化升级改造研究.中国石油和化工标准与质量():.作者简介:贾斌()男 陕西榆林人 本科 助理工程师 研究方向:煤矿主运输系统运行维护