煤矿输送系统（精选10篇）
煤矿输送系统 篇1
0 引言
带式输送机在煤矿中是一种常见实用的运输设备, 其依靠着良好的稳定性, 高自动化程度, 较强的输送能力等特点, 广泛应用于不同行业中。随着在煤矿设备中机械程度的提高, 带式输送机在采矿运输中应用也逐渐增多, 同时设备也要适应更多不同环境条件与运输要求下的工作。输送带、托辊、滚筒、制动器、张紧装置、减速器、电动机等是通用带式输送机的主要部件。根据特定的设计要求和问题, 需要进行详细的设计计算选型, 从而使输送机高效稳定的工作。
1 带式输送机的基本情况与参数
根据逐鹿煤矿原始资料及主要参数如表1所示。
井下优先选择整机定型带式输送机, 根据井下使用条件和上运倾角, 由于倾角是25°, 在22° ~ 28°之间, 使用深槽托辊人字花纹输送带。机身为钢架固定式。煤矿井下必须选择阻燃输送带, 选用橡胶贴面。选用钢丝绳带参数如表2 所示。
2 线路的初步设计
根据输送机工作环境及工作参数, 确定输送机布置形式如图1 所示, 输送机驱动装置如图2 所示。
1—电动机;2—柱销联轴器;3—液粘可控软起动装置;4—制动器;5—带逆止器的减速器;6—传动滚筒;7—驱动架
3 带式输送机初步设计计算
1) 对于带速与带宽的选择: 满足设计能力的带宽B1
式中: Q———运量, t/h; k———物料断面系数; v———输送带运行速度, m/s; r———物料的散状密度, t/m3; c———倾角系数。其中, 由于60°槽角承载断面比30°槽角承载断面大。因此按30°槽角从表1 和表3 中查阅的k值, 更偏可靠。k = 458, 由表1 和表4 查的倾角系数C = 0. 73。输送机的设备能力与带速和带宽的平方成正比。提高带速, 减小带宽有着重大意思。但考虑其他方面原因, 带速也不宜过大。初选带速v = 2 m/s。
满足块度条件的带宽B2对于未筛分过的物料:
式中: αmax———物料平均块度的长尺寸, mm。
综合考虑Bmax= { 1 000B1, B2} = { 576, 600} = 600 mm
参考上式结果, 考虑在大倾角运输距离远的情况下, 为了避免皮带的跑偏与撒料, 故选取800 mm的带宽较为合适。
2) 滚筒作为带式输送机的重要组成部分, 按照结构与功能不同分为传动滚筒、改向滚筒等。其直径应根据输送带的带芯层数来决定。传动滚筒直径大小的关键在于限制输送带绕过传动滚筒所产生的弯曲应力程度:
式中, D0———传动滚筒直径; mm d———钢丝绳直径, mm。
考虑到花纹在绕过滚筒的变形量, 取传动滚筒直径取D1= 1 000 mm, 表面菱形包胶。为补偿输送带因弯曲疲劳造成的破坏, 滚筒的直径取值应该相应增大。综合其他因素考虑传动滚筒直径选择为1 000 mm。尾部改向滚筒直径一般比传动滚筒直径小一级, 具体可取: D1= 0. 8D0=800 mm。
3) 电动机数量与配比的选择
输送机的总牵引力:
电动机功率:
其中S1, S12为输送带带首端与末端的摩擦力; K———电动机功率备用系数, 取K = 1. 2; η———传动系统的工作效率。
选择电动机功率与数量应符合额定总功率Pe≥P; 考虑到台数和单电动机功率符合各驱动滚筒牵引力配比; 尽可能用同一型号电动机, 以减少备用台数; 多滚筒驱动牵引力的配比;
本机设计时考虑采用双滚筒驱动, 在确定名义配比时考虑如下因素: 1) 各驱动滚筒的摩擦驱动能力; 2) 电动机功率与数量的分配; 3) 配比是整数以便于分配电动机, 充分利用其摩擦驱动能力; 4) 输送带张力;
根据牵引力配比关系可确定电动机数量为1 台, 单台功率为280 k W。选择Y355M - 4 三相异步电动机。
4) 减速器的选型
根据输送带速度、传动滚筒直径以及电动机转速计算出减速器的传动比为:
初选DCY450 - 25 型减速器, 其标准传动比为16, 名义中心距为450 mm, 输入输出1 500 /60, 公称输入功率650 k W。
5) 拉紧装置的选择
对于拉紧力的计算拉紧装置设于设备中段改向滚筒处, 拉紧力为此滚筒上的两段输送带即图示第六段与第七段摩擦力之和, 故拉紧力大小为:
参考输送机布置图, 拉紧装置位置在中间改向滚筒处, 计算拉紧行程的公式如下:
式中:ΔL———拉紧行程, m;L———输送带长度;B———带宽, m;K———伸长系数, 钢芯带取0.002。
本机具有输送距离长, 输送角度大, 矿井下工作并且属于上运机, 考虑安全性等各方面问题, 选用液压自动拉紧装置, 主参数为: 型号YZL2 - 80 /15, 拉紧力为166 358 N, 拉紧行程为4 m。
4 设计总结
经过计算与选型最终选取以下材料及参数: 输送带型号ST2000, 带宽800 mm, 线质量25. 44 kg/m2, 静力安全系数为9. 8; 驱动滚动直径为1 000 mm, 拉紧滚筒与其他改向滚筒直径为800 mm; 选用电动机型号为YBM355 - 4 ( 280 k W) , 功率配比为1 ∶ 1; 软启动装置型号为YNRQD250 /1500 一台; 减速器型号为DCY - 450, 传动比为25; 制动系统型号为YWZ5- 500, 制出力矩2 000 ~3 600 k N·m; 液压拉紧装置YZL2 - 80 /15, 拉紧力166 358 N, 拉紧行程为4 m。
通过对带式输送机原始数据的分析, 结合所给出的特定环境, 确定出输送机的布置与驱动形式, 从而确定后面选型计算的思路与形式。详细计算对其机械设备与部件的选择作出了参考, 同时根据计算初步得到的设计结果可以为后续的施工与控制部分的设计打下基础。
参考文献
[1]聂文杰, 薛河, 刘金依.带式输送机驱动端输送带的非线性力学分析[J].煤矿设计, 2001 (5) :24-26.
[2]于岩, 李维坚.运输机械设计[M].北京:中国矿业大学出版社, 1998.
[3]王锡法.长运距、大运量带式输送机软起动技术的应用[J].煤矿机械, 2006, 27 (10) :163-164.
[4]任承禄.连续运输机械[M].武汉:武汉理工大学出版社, 1991.
[5]张蒲源, 李荣旭, 郭生民.带式输送机选型设计主要参数简便确定方法[J].现代营销, 2011 (2) :99-100.
煤矿输送系统 篇2
【关键词】煤矿；皮带输送机；故障；处理
前言
在煤矿开采的过程中，尤为重要的是煤矿运输问题。而煤矿运输的安全又是煤矿得以顺利运输出去的重中之重。在煤矿输送过程中，容易引发安全事故的因素很多，本文将主要对煤矿运输过程中容易出现的皮带传输送机故障原因進行分析并提出相应的解决策略。
1、皮带输送机常见故障及其原因分析
SSJ-1200/2X250型号皮带输送机是煤矿开采中运用较为广泛的皮带输送机，在运用的过程中，该型号的输送机具有一定的优势。但是，在使用的过程中也逐渐发现该型号输送机的还存在着诸多的问题，这些问题的存在对于皮带输送机的正常运行造成了直接的影响。
1.1皮带无法转动
皮带无法转动这一故障除了会在SSJ-1200/2X250型号的皮带输送机中出现外，在其他含有皮带类型的机械中也出现。在SSJ-1200/2X250型号皮带输送机中，皮带无法转动的现象较为常见。产生这一原因一般可以分为两类：一是由于机械工作时间较长，导致皮带出现松弛，此时由于皮带无法与驱动滚筒进行紧密接触，导致驱动滚筒出现空转，从而无法带动皮带转动；二是传输物超重，机械无法转动、空转等致使皮带无法转动。
1.2皮带易跑偏或断裂
SSJ-1200/2X250型号的皮带输送机在运输的过程中还会出现皮带跑偏或断裂的故障。机器超负荷工作是导致故障发生的主要原因。此外，皮带跑偏还可能是因为主动滚筒和从动滚筒平行度之间的误差过大或者是在进行部件安装的过程中，安装人员没有按照规范进行安装。在进行煤矿运输的过程中，往往会造成皮带损坏或者撒煤等影响企业经济效益的事故。而断裂除了上述的原因之外，还有可能是因为皮带的接头处由于工作时间过长或者是在生产过程中连接不符合规范造成的。实际上，SSJ-1200/2X250型号的皮带输送机在设计的过程中会过多的考虑到其承受的拉力问题，因此在进行生产的过程中加大了其拉紧力，但是在增大拉紧力的同时忽略了加大拉紧力给皮带接头处带来的负面影响。
1.3减速机漏油
皮带运输在进行运转的时候，输送机内的减速机也在同步进行着工作，由于工作时间增长等多种原因，减速机的内部温度会逐渐增高，当温度增加到一定程度时，机体极其容易升温而导致减速机内外压力差的出现，当差值到达一定的程度时很容易对机体造成一定的破坏。致使机体存在小裂缝的出现，很容易导致内部的机油在裂缝中漏出，进而影响机器的运转。此外油箱密封圈出现损坏或者是减速机的外壳由于时间较长出现损坏的时候，减速机也容易出现漏油的现象。
1.4减速机易断轴
在SSJ-1200/2X250型号煤矿皮带输送机中，减速机出现断轴的现象相对于其他输送机而言更加频繁。造成减速机断轴的原因主要有以下几个方面：一是该型号的输送机输出额定扭矩上不符合相关生产的要求；二是该种型号的输送机在工作时所承受的压力较大，容易对机体造成损坏；三是在进行输送机的安装过程中，没有按照安装要求进行安装，导致输出轴承受着较大的承受力，出现断轴的现象；四是电机轴和减速机转轴在安装的过程中没有按照相关要求使其达到同心的标准，容易造成减速机输入轴上的径向负荷增加，当增加值超过了轴所能承受的径向力时，就会导致减速机断轴的现象。
2、皮带输送机常见故障的处理办法
皮带输送机常见故障的出现为煤矿的正常开采带来了负面的影响，轻则损害了开采企业的经济利益，重则危害到开采人员的人身安全，因此寻求常见故障的处理办法变得十分重要，从故障出现原因入手进行分析，找出合适的处理办法成了最佳的方法寻求之路。
2.1皮带无法转动的处理办法
在进行皮带输送机相关故障的处理过程中，工作人员应该密切结合故障原因研究出相关的处理方案，就皮带无法转动这一问题来看，想要从根本上进行解决是不可能的，在工作时间较长的情况下，皮带由于老化很容易出现松弛无，进而则出现皮带无法转动的现象。在实际的工作中，制定好输送机的工作时间和载重问题，保证两者在一个较为合理的范围内，从某种程度上降低皮带输送机出现无法转动故障的可能性。
2.2皮带易跑偏或断裂的处理办法
针对SSJ-1200/2X250型号煤矿皮带输送机皮带跑偏和断裂故障出现的处理方法，大概可以从三个方面入手解决：一是保证主动滚筒和从动滚筒平行度误差在一个较为合理的范围内；二是督促安装人员在进行输送机安装的过程中，认真参照相关安装要求进行安装；三是在SSJ-1200/2X250型号煤矿皮带输送机设计的过程中要充分考虑到一定拉紧力下皮带接头处承受力的大小，以保证断裂故障出现可能性达到一个最小值，从而增大生产安全值。
2.3减速机漏油的处理办法
减速机漏油故障的出现的原因是较为复杂的。因此，既要考虑到其内部原因，又要考虑到外在原因。首先，在设计的过程中，设计者要充分考虑到铸件热处理的问题，在产热铸件周围位置设计相关的散热孔，通过加大散热减小减速机升温的可能性，从而避免压力差的出现；其次，还可以从密封材料的选取入手，保证密封材料的质量，从而避免因为密封材料问题而引起的减速机漏油故障；最后，在减速机结构的制造过程中，加大检查的力度从而保证铸件应力的完全消除。
2.4减速机易断轴的处理办法
在处理减速机易断轴故障时首先要从减速机的结构设计入手，将其轴肩处的圆角控制在一定的范围内，同时对其进行常规性的检查，发现相关问题及时更换或者是维修；其次是防止电机轴和减速机转轴出现不同心的现象；最后在减速机安装的过程中做到正确的安装，满足减速机安装的要求，保证其故障的出现频率得到实质性的降低。
结语
SSJ-1200/2X250型号煤矿皮带输送机在实际生产中出现故障是在所难免的，但是作为煤矿开采者和产品的设计者要清楚的认识到相关故障所带来的危害性，要高度重视对该型号煤矿皮带运输相关故障原因的分析，尽可能的减少故障发生的频率，为保障煤矿开采人员的人身安全作出应有的贡献，真正实现安全生产。
参考文献
[1]梁凯，孙红光，程伟.煤矿皮带传输机常见故障分析及处理[J].科技创新与应用，2013（01）.
[2]陈贤.工程机械液压系统常见故障与排除[J].科技促进发展，2010（02）.
[3]李海龙.液压设备故障研究[J].企业技术开发，2011（12）.
煤矿输送系统 篇3
目前在煤矿企业生产当中, 其运输设备都常都是由带式输送机、刮板输送机和转载输送机组成, 这些设备运行的高效性和安全性, 直接关系到矿井能否正常生产, 对矿井的产量具有较大的影响。长期以来在我国矿井的传输带传送方式中, 其控制都是由继电控制系统来完成的, 这种系统需要每条输送带独立进行开停控制, 控制灵活度较低, 而且系统较为分散。由于在实际生产中, 每条输送带的配置都有所不同, 控制系统又是由人工来进行操作的, 不仅操作人员具有较大的劳动强度, 而且在操作过程中也极易导致误操作的发生, 从而导致设备损坏, 甚至发生人员伤亡的事件, 使煤矿受到严重的经济损失。而带式输送机利用集中控制有效的规避了传统运输设备所存在的弊端。其不仅运行上更高效和安全, 其不仅有独立的控制分系统, 而且还具有主控机, 可以充分的实现控制和指挥协调作用, 其控制模式不仅包括地面控制, 而且还有井下监控, 所以其更具安全性。
2 PLC系统的主要功能
2.1 信息实现有效的传递
利用PLC系统, 可能使巡检人员在工作中及时与沿线人员进行通话联系, 使信息及时进行传递, 给检修工作带来较大的便利性。系统带有速度、过流的模拟量检测。
2.2 能够实时了解到输送机的具体工况
PLC系统利用电脑屏幕可以将每台设备的运行的情况准确的反映出来, 同时还可以对胶带输送机的故障类型、故障发生时间及故障位置等进行体现, 同时系统还具有较强的存储功能, 可能对运行过程中的数据保留一年, 这样工作人员可以很方便的查找到所需要的记录和相关历史数据。
2.3 及时对故障进行报警
当PLC系统运行时发生故障时, 系统会对故障进行屏蔽, 从而使设备的参数能够及时进行调整, 确保设备能够在最短时间内恢复正常运行状态。而当系统的扫描仪及适配器发生故障时, 由于网络的通讯情况会受到影响, 系统以此会较快的判断出故障的情况, 发出报警。而当I/O模块有故障发生时, 则CPU则会能冠军该模块的状态位来对故障进行及时侦测, 从而发出报警。而在传感器和信号线断线时, 则PLC会通过测量值来对故障进行判断, 从而发生报警。
2.4 实现对输送机的保护
PLC系统在输送机上的应用, 有效的保护了输送机运行中的安全性, 其通过在给煤点设置堆煤保护和纵向撕裂保护来避免胶带机发生严重的事故。同时为了避免输送过程中发生跑偏的情况, 而在胶带机每隔一百米的地方则进行一对跑偏开关的设置, 一级用于故障报警, 二级则用于故障停车时使用。而为了能够在发生紧急情况下进行及时停车, 则每隔一百米即设置了拉线开关, 不仅可以有效的保证设备, 同时也确保了人身的安全。同时为了防止堆煤事故的发生, 则在机头部位设置了堆煤传感器。而为了避免巷道发生火灾, 则安装了烟雾传感器。胶带机的主滚筒, 由于在不停的运转过程中温度极易升高, 所以通过温度传感器的设备, 有效的实现了对滚筒温度的检测, 一旦出现超温情况发生时, 则利用自动撒水装置来进行洒水降温, 从而保证主滚筒运行的安全性。
3 PLC集中控制系统的工作原理及控制方式
3.1 系统的工作原理
采用PLC作为控制中心, 采用串行通信方式实时监测拉绳、跑偏、温度、烟雾、开停、速度、堆煤、洒水、电流、电压、物料等传感器的检测的信号及执行设备的状态信号。操作人员在地面监控室通过计算机控制井下各胶带输送机及给煤机的顺序启、停控制, 实现集中自动控制。
3.2 控制方式介绍
(1) 地面集控。地面集控分为地面远控集中控制和地面自动集中控制, 在每部胶带输送机机头安设了胶带输送机集控操作台, 当该操作台的远程/就地显示远程时表明此时操作人员在操作室可直接通过键盘或鼠标点击就可以完成对该胶带输送机的地面远程启动操作, 当地面集控人员点击该胶带输送机启动字样时该胶带输送机就会启动。如此可以同样的操作完成对任何一部胶带输送机的远程启动。
(2) 人工就地控制。井下操作司机、检修人员可分别在各条胶带输送机机头及其它设备机头控制该设备的启停。当该胶带输送机集控分站的远程/就地按钮显示就地时, 此时地面集控室操作人员不能完成对该胶带输送机的远程操作;若要对其操作只能由司机亲自去胶带输送机现场去按启动按钮方可启动该胶带输送机。该按钮在点动胶带输送机或检修胶带输送机时适用。
3.3 PLC集中控制系统工作流程
系统开机以后, 首先检测工作状态选择按钮, 若处于工作方式, 则进行正常的运行;若处于检修或事故状态, 其一, 首先转入相应检查方式控制功能块, 再转入故障诊断;其二, 转入就地方式, 再转入就地方式控制块/集中控制方式控制块, 同样转入故障诊断。任何情况, 急停按钮均可停止全部设备, 以备突发事故时使用, 以保证PLC集中控制的胶带运输机的安全运行。
4 胶带输送机集中控制系统的干扰源及其解决措施
4.1 主要干扰源
(1) 电源线引入干扰。PLC系统的正常供电电源均由电网供电。当电网上的大型电力设备启停时会引起电网电压的波动, 从而产生谐波, 造成PLC控制系统出现故障。
(2) 信号线引入干扰。信号线干扰信号主要通过两种途径传输到PLC控制系统, 一是通过变压器供电电源或公用信号仪表的供电电源串入的电网干扰, 这往往被忽视;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰, 引起共地系统总线回流, 造成逻辑数据变化、误动和死机。
(3) 接地干扰。PLC应用系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱会引起各个接地点电位分布不均, 引起地环路电流, 影响系统正常工作。
4.2 抗干扰措施
(1) 抗供电电源干扰。一是采用专用电源, 与大的用电设备分开, 避免大用电设备启、停时对电源供电电压的影响。二是控制的交流电源与PLC机之间采用双屏蔽的隔离变压器。三是在隔离变压器和PLC之间加装交流稳压器或交流低通滤波器, 以滤除高频脉冲, 提高电源稳定性, 从而降低电网电压波动对眦电源电压的影响。
(2) 抗输入、输出端的干扰。一是输入端有感性负载时, 为了防止反电动势损坏模块, 可在交流信号输入端并联RC浪涌吸收器或压敏电阻RV, 在直流信号端并联续流二极管VD或压敏电阻RV或稳压二极管VS或RC浪涌吸收器等。二是PLC的输出负载可能产生干扰, 要采取相应措施加以控制, 控制器触点开关量输出的场合, 应采用输出端抗干扰电路以减轻和消除干扰。
(3) 接地系统抗干扰。PLC控制系统可以采用直接接地方式, 而在接地时应采用一点接地, 要用较粗的接地线, 这样可以使各电路部件之间的电位差减少, 降低地环流所带来的干扰。
5 结束语
利用PLC集中控制系统来对井下的输送机、给煤机和漏斗等设备来进行实时监测, 可能充分的确保胶带运输机运行的安全性和高效性, 使自动化设备充分的发挥其高效的作用, 有效的保证了煤矿企业的安全生产, 对提高煤矿企业的经济效益具有极其重要的作用。
参考文献
[1]耿文学, 华熔.可编程控制器原理、使用及应用实例[M].北京:电子工业出版社, 1990
[2]钟肇新.可编程控制器原理及应用[M].广州:华南理工大学出版社, 1991.
煤矿输送系统 篇4
摘要：结合本人在神华北电胜利能源公司实际工作经验，阐述了在带式输送机系统中使用CST软启动技术时设备维护保养存在的问题。提出了将变频器调速驱动技术应用于带式输送机中的必要性，并详细介绍了变频启动器技术的工作原理、较之其它软启动的优点以及变频技术应用于带式输送机传输中的重要意义。
关键词：煤矿带式输送机CST变频启动器调速
1CST在带式输送机使用中存在的问题
目前很多的煤矿企业的带式输送机一般采用CST机械式软驱动设备。CST之所以能得到广泛的应用，是因为它自身具有三大优点：平滑起动停车性能、功率平衡控制以及主电机空载顺序起动。
虽然CST有如变频器一样实现了多驱动器之间的协调控制，使带式输送机在轻载及重载工况下，均能有效控制其柔性负载的软起动／软停车动态过程，实现各驱动之间的功率平衡，降低直接起动／快速停车过程对机械和电气系统的冲击，但是它同时存在着效率低、故障率偏高、维护保养复杂、工作环境差、不能调速运行、线性度不好等缺陷，而且由于启动加速度大，导致带式输送机持续波动、张力特性较差，无法对长距离输送的动态优化和安全启动提供有效的保证。
在实际的应用中，由于CST本身的监控点比较多，在一定程度上增大了设备的监护，但是故障点自然也想的增加，设备的维护保养相对也比较大。例如我们要定期去更换系统滤芯、Y型滤芯、呼吸器滤芯，定期去检查频繁启动的循环油泵电机接触器触点，定期对比例阀放大器进行校准，否则可能由于温度、振动及其它环境的影响，放大器的比例、零位会产生一定的偏移，导致比例阀特性超出整定的范围，影响我们正常的生产，因此定期维护是确保系统的可控性能必要条件；再者，CST输出轴速度传感器由于设备的振动，传感器探头与测速轮齿之间的间隙会增大，造成设备运行中速度检测信号丢失，致使设备停车：三是内蒙古锡林郭勒盟地区昼夜温差较大，特别是冬季，晚上经常是－30°左右，CST起车时经常因为出现冷却流量超低故障而不能正常起车，即便设备运转过程中因为环境温度的影响，CST循环泵电机频繁运转，造成冷却泵电机、循环泵故障率偏高，严重影响了正常的生产计划。
另外，CST前期投资偏大，润滑保养维护保养比较复杂，故障率偏高等都严重影响了生产效率，特别是对油温要求比较高，致使循环油泵、电机长时间运转，不但浪费能源，而且造成电机、循环泵、接触器触点故障率偏高，通过分析比较，带式输送机系统使用变频器相对比较合适。
2变频技术及其优越性
随着电力电子技术的发展，变频技术在近20年得到了飞速的发展，中高压变频技术已经成熟，变频技术在冶金行业获得了广泛的应用。把直流电转换为交流电的装置被称为逆变器，而把直流电源逆变为频率、电压均可调的逆变器即为变频器。变频器输出的波形是模拟正弦波，主要用于三相异步电动机的速度调整，故又被叫做变频调速器。目前所使用的变频器通常采用交一直一交变频方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源供给异步电动机。
变频器应用于带式输送机类恒转矩负载的调速驱动过程，优化了带式输送机的启停特性，具有启动冲击小、可靠性高、调速范围宽、节能、维护比较方便等特点。其优越性表现在以下几个方面：一是软起动性能好。起动时无任何冲击电流，起动电流从零开始，缓缓达到工作电流，并且起动转矩很大，完全可以实现带式输送机重载时的顺利起动。二是调速范围宽，可实现无级调速。通过改变电源的频率，带式输送机机可实现任一速度(额定速度范围内)运行，保证了生产的需要。三是节能效果好。由于起动电流小，低速时所需电流也小，因此可实现大量节能。四是安装方便、维护量小且操作简单。
3变频器工作原理
3.1变频器调速原理变频调速原理基于电动机的转速公式：n=60f／p(1--SJ式中：n为电动机的转速，r／min；f为电源的频率，Hz；p为电动机的磁极对数：s为电动机的转差率。由此可见，电动机的旋转速度主要取决于电动机的磁极对数和电源频率。由电动机的工作原理可知，电动机的磁极对数通常是固定不变的。因此，改变电动机供电电源的频率就可以自由地控制电动机的旋转速度。在异步电动机恒转矩变频调速系统中，随着变频器输出频率的变化，必须相应地调节其输出电压，这是由三相异步电动机本身的功率关系决定的。如果仅改变频率而不调整输出电压，电动机将被烧坏。特别是当频率降低时，该问题就非常突出。为了防止电动机烧毁事故的发生，变频器在改变频率的同时必须同时改变电压。例如，为了使电动机的旋转速度减半，变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz，这时变频器的输出电压就必须从400V改变到约200V。
3.2变频控制原理目前变频器所采用的变频控制技术通常为PWM脉冲宽度调制技术和矢量控制技术。
PWM(Pulse Width Modulation)即脉冲宽度调制技术，现以PWM中最常用的SPWM正弦波脉冲宽度调制技术为例说明PWM变频控制的原理。SPWM是指按正弦波规律调制输出电压中各脉冲宽度，使其平均值为正弦波。SPWM含载频信号和基准信号，载频信号为等腰三角波，基准信号为正弦波。通过正弦波与三角波相交的方法，确定各分段矩形脉冲的宽度。由于三角波相邻两腰间的宽度随其高线性变化，故任一条不超过可调制范围的光滑曲线与三角波相交时，都会得到一组等幅、等矩、脉冲宽度正比于该曲线值的矩形脉冲。用正弦波为基准信号时，可获脉宽与正弦波值对应的矩形脉冲序列。该脉冲序列信号用于逆变器电子开关的开通与关断控制时，改变正弦波基准信号的幅值和频率，即可相应地改变逆变器的输出电压与频率。定子电流矢量，所以称这种控制方式为矢量控制方式。矢量控制可调整变频器的输出电压，使电动机的输出转矩和电压的平方成正比地增加，从而改善电动机的输出转矩。使用“矢量控制”，可以使电动机在低速时的输出转矩达到额定转矩。
矢量控制的基本原理是通过测量和控制异步电动机的定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)，分别加以控制，并同时控制2个分量的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式为矢量控制方式。矢量控制可调整变频器的输出电压，使电动机的输出转矩和电压的平方成正比地增加，从而改善电动机的输出转矩。使用“矢量控制”，可以使电动机在低速时的输出转矩达到额定转矩。
4使用变频器调速的意义
综上所述，我们不难发现变频技术对带式输送机实施必要性，特别是针对长带式输送机运输系统。虽然～些设备如同CST一样可以实现带式输送机的软起、软停和功率平衡问题，大大提高系统的功率因数和系统效率。但是变频器使用在很大程度上节约了能源，使得带式输送机的能耗降低：而且大大节约了设备的维护和维修费用，但就CST、充液型液力耦合器维护保养来说，变频器完全有必要取代它们。特别是针对单带式输送机输送系统来说，减少设备的故障率是保证生产的重要要素，换句话来说，长距离带式输送机使用变频器驱动方式是煤矿设备发展的趋势。实践表明，变频控制系统与其它控制系统相比，有着无法比拟的优越性和技术先进性；在煤炭行业的节能改造中应用变频调速技术，能够创造巨大的经济效益和良好的社会效益，对于创建节能环保型社会具有重要的意义。
参考文献：
[1]黄俊，王兆安电力电子变流技术(第四版)，北京：机械工业出版社2000
[3]顾绳谷，电机拖动基础(下册)，北京：机械工业出版社2000
[4]赵可斌，陈国雄，电力电子变流技术，上海：上海交通大学出版社1993
[5]天津电气传动设计研究所电气传动自动化技术手册，北京：机械工业出版社1992
煤矿输送系统 篇5
1 胶带输送机控制系统的结构
1.1 胶带输送机概述
某煤矿新建一矿井, 由于该矿井相互之间的联络环节较多、输送系统的线路比较长、岗位比较多, 因而该矿决定使用计算机与现场总线技术相结合的方式, 实现对井下胶带输送机实现地面远程集中控制;该矿有一部型号为DTⅡ8063型的胶带输送机, 皮带总长度为500m, 皮带传动速度为2.5m/s, 除此之外还有两部型号为DSJ100型的胶带输送机, 皮带总长度为550m, 皮带传动速度为2.0m/s。
1.2 胶带输送机控制系统设计方案
该煤矿对胶带输送机的控制系统的设计提出以可靠先进、减员体校为原则, 在地面设立系统控制中心, 并将监控主站设在控制中心, 地面生产系统与监控主站合用工控机;井下的三条胶带选择其中的两条使用KJ161控制系统, 此控制系统使用的是CAN总线, 使用嵌入式计算机作为远程集中控制系统的核心设备, 使得检测功能、胶带输送机的保护和控制等功能得到完善, 并且具有图形的动态显示以及系统故障的自动诊断等功能, 这样就真正的实现对于胶带输送机的自动化控制, 为该煤矿高产、高效打下基础;因该控制系统的核心是嵌入式计算机, 所以, 主井胶带控制系统与系统主站之间的链接可以通过局域网实现;K J 1 6 1型胶带输送机控制系统使用的是CAN总线控制系统, 这样就是吸纳了对设备以及胶带的集中检测与控制, 因均采用的接插式的安装方法, 所以其调试和安装都简单易行, 系统的可靠性程度高, 日常维护的工作量少, 不需要专业的技术人员指导, 这样就解决了以往控制系统安装以及操作复杂的问题, 使得工作人员很容易的掌握控制方法。
1.3 胶带输送机控制系统的组成
胶带输送机远程集中控制系统的包括图像监视和集中控制两部分, 其中集中控制有井下和地面两个控制中心: (1) 在地面部分设立主要监控站, 以便实现对系统运行的集中监控;监控站可以用作自动化控制的工作站, 联结到综合信息网后就可以实现共享信息, 而且可以作为井下运输的监控系统的主站, 进而实现对于井下运输系统的监控;监控站设置2台用于工业控制的计算机, 一台主计算机、一台备用计算机, 这样各胶带的动态模拟显示以及运行情况就可以在计算机的显示器上显示出来; (2) 使用KJD30本安型控制计算机来实现对主井胶带的驱动, 并且配备了KDK8型的控制驱动器以及信号装置和传感器, 进而实现对有关设备的监控, 此控制器与地面的连接使用的是RS485传输接口模块, 进而实现了自动化远程集中控制系统; (3) 在每台胶带输送机上, KXT22型的信号联络装置每间隔100m设置一台, 以便能够实现胶带输送机语音广播、声光报警、打点联络以及启动预警等功能; (4) 根据用户的要求以及相关的规定来选择传感保护器, 以便能够实现信息检测以及各种保护功能。
2胶带输送机控制系统的功能
胶带输送机监控检测系统是由工业电视以及工业控制计算机组成, 它具有以下功能: (1) 实现了语音和可视化三位一体、地面集中控制等的自动化控制; (2) 位于地面上的控制中心, 可以通过操作控制计算机来实现对系统的事故处理与跟踪、生产管理, 而且可以将系统运转日志报表打印出来; (3) 位于井下的两台胶带输送机具有沿途拉线急停、系统显示煤仓煤位、堆煤保护、烟雾保护、跑偏保护、超温洒水保护、低速打滑保护以及显示系统电压等功能; (4) 位于地面上的控制系统的操作人员, 可以通过按煤流自动, 进而实现对井下各胶带输送机停车和启动控制, 具体的操作方式有计算机集中控制、检修方式控制、人工就地控制以及点动方式控制等; (5) 在胶带输送机的机头以及两部胶带, 每间隔100m设置一部扩音电话, 井下的胶带巡检人员可以通过扩音电话随时与胶带沿线人员进行通话, 使得胶带检修人员可以更容易的是实现检修以及对外联络; (6) 在胶带输送机控制系统的电脑屏幕上, 可以动态的现实系统参数、主要保护、工作情况, 以及每一条胶带运行速度、每次开停的时间、以及胶带运行的时间等信息, 与此同时可以显示出各种保护传感器以及胶带输送机的工作状态; (7) 胶带输送机控制系统可以实现报警功能, 该功能包括超限语音报警、故障类型的语音报警、以及每次停、启前的语音报警等。
3 结语
该煤矿的胶带输送机远程集中控制系统, 是一个将工业电视、网络通信、计算机工业控制、信息化以及自动化合为一体的自动化控制系统, 自从该煤矿的控制系统投入使用以来, 该控制系统将井下输送系统的设备运行情况及时的传送到地面控制中心, 并对相关的数据进行记录和打印, 这在很大程度上提高了该矿井下输送系统的管理水平;另外, 该控制系统开机率显著提高, 系统能够稳定的运行, 井下的胶带输送机可以实现无人操作, 这样做不但改善了井下的工作环境, 减少了井下的工作人员, 而且可以实现该煤矿提出的节能减排的要求, 这项控制系统为该煤矿创造了可观的经济效益。
摘要：本文通过对某煤矿井下胶带输送机远程集中控制系统的应用, 说明了可以使用现场总线作为对胶带输送机进行远程集中控制的主干网络;使用嵌入式计算机作为远程集中控制系统的主要设备, 可以实现对胶带输送机的保护、控制, 而且可以实现对图形的动态显示以及系统故障的自动诊断, 进而达到胶带输送机的自动化控制, 这对于煤矿的安全高产非常有益。
关键词：胶带输送机,集中控制,应用
参考文献
[1]人力资源和社会保障部教材办公室.煤矿机械[M].北京:中国劳动社会保障出版社, 2009, 7.
[2]王才.胶带输送机自动化控制系统[J].山东煤炭科技, 2010 (6) :121～122.
[3]练书才.新庄煤矿井下胶带输送机控制系统方案[J].中国西部科技, 2008 (16) :20～21.
煤矿输送系统 篇6
关键词：煤矿,带式输送机,钢丝绳芯输送带,断带,在线监测,磁性检测,X光机
0 引言
目前,大多数矿井是采用钢丝绳芯带式输送机作为主运输设备,如主斜井带式输送机,另外还有井下的主要运输巷道中也使用了钢丝绳芯带式输送机,这些重型运输设备为矿井生产煤炭起到了重要的作用。但随着生产率的提高,钢丝绳芯输送带的载荷量及连续运转的时间也不断增加,必然会发生疲劳、锈蚀、磨损甚至断裂等现象,这将直接关系到人身及设备的安全[1]。因此,实时检测输送带运行的状况具有重要的意义。目前,对钢丝绳芯输送带的安全运行检测一直处于人工检测的状况,这种检测方法需要停机、依靠人工观看钢丝绳芯输送带的外表或用卷尺测量其长度[2]。这种检测方法不仅效率低,而且也难以及时发现输送带在运行过程中出现的硫化接头的抽动和接头之间钢丝绳芯的砸伤、锈蚀和断绳现象,在这种情况下钢丝绳芯带式输送机就存在事故隐患。全国矿井在过去几十年间发生过多起类似事故,虽然大多数事故中没有发生人员伤亡情况,但是每次事故发生后,事故本身对行业和社会造成的负面影响和经济损失都不可估量。因此,应用钢丝绳芯输送带在线监测成套技术,解决输送带安全可靠运行及准确定位检修位置的问题,对矿井安全生产管理意义重大。2011年9月同煤集团马脊梁煤矿在主运胶带系统引进安装了一套钢丝绳芯输送带在线监测系统,应用效果良好。
1 系统组成
钢丝绳芯输送带在线监测系统结构如图1所示。
终端主机: 终端主机的主要功能是通过专业分析软件分析、汇总处理采集所获得的信号,并输出显示、打印分析结果。
电源、控制箱(Exd[ib] I):(1) 实现对安装于输送带上传感器的信号转换,并进行数据编码和传输;(2) 控制箱为各传感器提供本安电源供电。
传感器: 采集传感器实现对钢丝绳芯输送带钢芯锈蚀、疲劳、断股、断芯、抽动、位移信号的拾取;行程检测传感器实现对钢芯断头、接头处的定位功能。
调节箱: (1) 指示灯显示传感器工作状态正常与否;(2) 调节传感器灵敏度。
2 系统功能模块
(1) 数据采集模块
数据采集模块主要实现对首次运行该系统时记录钢丝绳芯输送带钢芯的最初接、断头等损坏情况的数据,创建基础信息数据库。为保证基础数据的精准度,该模块一般会至少运行2次以上,数据通过传感器检测拾取传入,日常实时检测数据与基础信息数据比对,得到新的断口数据并且保持每日数据连续,同时对输送带运转速度、初位等电磁信号进行采集。数据采集模块程序流程如图2所示。
(2) 数据处理模块
数据处理模块是钢丝绳芯输送带在线监测系统的核心部分,对钢丝绳芯输送带接头脱胶、抽动、锈蚀、断绳的数据处理后,并智能地绘出接头内钢丝绳的脱胶及抽动变化趋势曲线,清晰地反映出输送带接头的变化状况,智能判断出锈绳、断绳的情况并准确定位。根据接头、绣绳、断绳数据的日、月、历史数据,分析、汇总得出输送带钢丝绳芯检测报告、接断头基本信息报告、接断头曲线报告及模拟图形,输出显示、打印。
3 系统关键技术
磁性检测方法以磁场为媒介将被测物理量或状态转换为可测量的磁场信号,再由磁电转换器件或传感器变换成对应的电信号,然后进行需要的分析处理。因此,形成磁场信号和测量磁场信号是这一检测技术的2个基本部分,分析处理电信号是这一检测技术的核心[3,4]。
(1) 电磁信号发射、接收传感器
发射传感器和接收传感器作为数据采集的重要部件,是保证数据来源安全、精准、实时、稳定的首要设备,采用哪种高灵敏度传感器成为本系统的关键技术之一。由于钢丝绳芯输送带结构的特殊性,系统采用了水平+垂直响应的传感器模块化组合阵列作为检测装置:水平传感器能十分灵敏地感应金属分布的程度特征,因此,通过水平传感器的幅值输出可以实现对钢丝绳芯断绳(包括接头)、疲劳、锈腐蚀等信号的较高量化检测精度;而垂直传感器则对金属分布的运动特征更加灵敏,如接头、断绳等开放性信号,波形斜率陡峭,使定位检测更加可靠。而2种传感器的有机结合,就充分保证了检测的定位和定量检测性能。
(2) X光机技术
普通光在照射到物体上时,大部分被物质所吸收而不能透过物体;但X射线由于其具有的特性,很少一部分被物质吸收,表现出很强的穿透能力。
X光机基于X射线穿透特性,在工业领域得到广泛应用。该系统中使用的X光机属于专用型便携式X光机,用于输送带内部钢丝的安全透视检测。
4 系统现场应用
钢丝绳芯输送带在线监测系统安装在马脊梁煤矿煤流比较集中的主斜井STJ-1000/3×400型强力带式输送机上。该输送机输送带长为1 900 m,宽为1 000 mm,输送带运行速度为3.15 m/s,钢丝绳直径为8.1 mm,共有64根钢丝绳,输送带接头为三级搭接方式。
传感器箱布置如图3所示。选好位置后,4个传感器箱安放于下输送带的上部,为确保信号平稳,应使传感器覆盖下的输送带变为平带。4个传感器箱到输送带的垂直距离及A、B、C三箱之间的距离可根据现场的情况确定。
安装行程检测传感器时,要使摩擦轮压紧输送带,距传感器箱的最大距离应不大于5 m,电源控制箱应安装于距传感器较近且无震动的地方。
集控室:把主机、显示器、打印机和电源控制箱连接起来,连接时注意它们的电源都应由UPS电源提供。UPS电源输入电压为AC220 V。
该钢丝绳芯输送带在线监测系统一定程度上保障了马脊梁煤矿主运系统的安全生产,具有良好的经济社会效益和推广应用价值。
(1) 产量增加
提高了检测速度,增加了开机时间。若每天按2 h计算,每年可增开机时数为600 h, 按每小时出煤800 t计算, 可多出原煤800×600=48万t。按每吨原煤480元计算,每年可增加产值48万×480= 23 040万元。
(2) 节约人工费用
该系统对接断头定位快捷、准确,极大地减轻了频繁的日检工作量和减少了检测时间,可节省工时5个工/天×300天=1 500个工,每工按200元计算,每年可节省工资1 500×200=300 000元。
5 结语
钢丝绳芯输送带在线监测系统在同煤集团马脊梁煤矿的应用实践证明该系统操作简便,功能可靠实用,系统分析报告与实际情况完全一致,并能在断带事故发生之前给出预警,为避免输送带重大事故的发生提供了强有力的监测手段,解决了煤矿多年来仅凭肉眼估摸钢丝绳芯撕裂、断带的问题,具有很好的推广前景。
参考文献
[1]陆小翠,苗长云,王巍,等.X光强力输送带无损检测系统及其网络传输的设计[J].工矿自动化,2008(1):62-64.
[2]刘利伟,李建朝.矿井提升机钢丝绳在线无损检测系统的设计及应用[J].工矿自动化,2012(1):90-92.
[3]康宜华,武新军.数字化磁性无损检测技术[M].北京:机械工业出版社,2006.
煤矿输送系统 篇7
1 优化输送机的结构设计
(1) 输送带经过机头、机尾滚筒和驱动滚筒反复弯曲疲劳, 易引起带层剥离。因此, 带速低、机身越长对延长输送带寿命越有利。如果不能对带式输送机进行良好监测, 带速不宜超过3.0 m/s。煤矿井下带速不宜超过1.8 m/s。输送带的寿命与滚筒直径成反比, 滚筒直径越大, 越有利于延长输送带的使用寿命。
(2) 输送机机头、机尾及中间转载处的过渡长度及过渡方式对输送带的使用寿命影响很大。要对转载处的过渡进行合理设计, 以尽量减轻输送带胶面的磨损, 确保输送带的不折番、无中间凸起现象, 落料处不出现物料撒漏。
(3) 对于长距离输送机, 可在输送带的回程部分即输送机的下部输送带增加翻带装置, 使原本输送带的下平面与输送机下托辊相接触变为输送带上平面与下托辊相接触, 以降低输送带下平面的磨损程度, 延长输送带的使用寿命。
(4) 导料槽会引起输送带表面磨损, 并且离胶带越近, 磨损就越厉害。导料槽不能与输送带接触, 其底部边缘与胶带间应有一定的间隙, 间隙呈楔状, 沿输送带运行方向逐渐增大, 这种结构使煤块、石块不易卡在输送带和裙板之间, 消除由此引起的输送带损伤。装载点装置的固定部分与胶带表面不能接触。落差较大的料斗内部可安装缓冲挡板, 避免物料直接冲击输送带。
2 改善输送带的连接
在引起输送带磨损的所有因素中, 接头不良的情况占12%。输送带的接头要连成无缝环形带才能使用。接头的连接强度十分重要, 如果达不到原来输送带的强度, 就会在接头处发生断裂, 造成事故, 或是因接头没接好, 板钉脱出, 撕裂输送带。接头的连接方法有以下几种。
(1) 机械连接。机械连接方式在煤矿使用广泛, 适合人工安装, 但该连接方式事故频繁, 多半因使用狼牙扣所致。
(2) 硫化连接法。将输送带分层剥离, 打磨干净, 刷上橡胶液, 待不粘手时, 再涂刷一遍, 等晾到不粘手时, 将两输送带剥离层合拢、敲平, 再盖上电加热板, 上好压板。通电1.5 h, 输送带中心温度达到150℃时停止。硫化时间要适中, 时间不足或过长均达不到预期效果。对于单层输送带, 如阻燃带, 只能切成三角对接连接;对于多层带芯可用斜割法。
(3) 冷粘接头法。把输送带接头的两端切割剥离成阶梯状, 每层带芯形成一个台阶。剥开的每层都先用丙酮除去油质, 晾干再涂1层粘接剂, 等晾至不粘手时, 将两端输送带对齐合拢压实, 用木锤均匀锤实, 最好用重物压平。固化时间一般为2~3 h, 视粘接剂而定。粘接的好坏与剥离层打磨是否均匀有关, 用电动钢丝砂轮打磨最好, 去掉粘胶, 切不可磨破带芯层, 打磨干净, 用丙酮清洗后烘干, 然后用红外线烤热至70℃以下, 再涂上粘接剂。粘接剂通常为氯丁胶, 加3%~5%的固化剂, 通常为聚异氰酸酯, 两者搅拌均匀, 迅速涂到剥离打磨面上, 一般要涂2道。第1道粘接剂约400 g/m2, 晾至不粘手为止;第2道涂粘接剂约350 g/m2, 晾至不粘手为止。当感觉不粘手又有黏性时, 应立即将两胶面从中间向两侧粘接, 将空气挤出, 最好边用手锤敲打粘合面、边粘合。然后用钢板压实固化, 时间越长越好。
3 合理设计输送带的张紧力
输送带的张紧力过大, 会导致其过早龟裂老化。所以, 要在满足输送带运载物料张力的基础上减轻张紧力。常见的拉紧装置有固定式拉紧, 如绞车拉紧, 该拉紧方式结构简单、工作可靠, 但不能及时补偿输送带的弹性变形和塑性变形, 可能引起输送带在滚筒上打滑, 磨损输送带;另外还有重锤拉紧式张紧, 这种装置能自动补偿输送带的变形量, 但是所需滚筒多, 且物料容易掉入张紧滚筒与输送带之间, 造成输送带磨损。最理想的是自动拉紧装置, 可自动补偿输送带的变形量。
4 在改向滚筒处增加刮料装置
带式输送机在使用过程中, 输送带和滚筒上常常会粘结物料, 经过滚筒处时, 滚筒传递给输送带的摩擦力就会不均匀, 会引起输送带跑偏;而且, 粘结物料在滚筒与输送带间受到挤压, 加速输送带的磨损。
对于上述情况, 可以在输送带沿线的改向滚筒处设置刮料装置。刮料装置可刮掉输送带正面物料。刮料装置的刮板常选用聚氨酯类材料, 可避免磨坏输送带。刮板形状多种多样, 如V形刮板, 常安装在输送带进入滚筒前, 采用自重力式贴合在胶带上, 与胶带跟随性好, 刮下的料物可从输送带的两侧落下;安装在输送带变方向处的刮料装置。常用平行刮板, 刮料装置上安装弹簧, 可确保刮板与输送带良好接触, 并有低的接触力, 可起到良好的刮料效果。
刮料装置也可用于刮滚筒上粘结的物料, 光面的滚筒, 其刮板可以用钢板制成, 胶面的滚筒, 刮板常用聚氨酯类制品, 安装时调整好刮板与滚筒的间距, 为防止刮下的物料掉落在输送带上, 刮刀下面设置接料槽, 并定期清理刮落的物料。刮料装置清除了滚筒和输送带上的物料, 避免了输送带的跑偏和磨损。
5 及时修复输送带
橡胶输送带在使用过程中发生各种破损, 如运料过程中混入各种条状利器, 如电焊条、钢钎等杂物, 随时可能嵌入输送带造成纵向撕裂。当输送带表面破损直径不大于1/5带宽时, 可使用橡胶修补剂修补。修补工艺分3步: (1) 表面处理, 目的是使修补剂同输送带骨架更好地粘接, 将破口用砂轮打磨粗糙, 形成60°~90°坡口, 用丙酮清净表面。 (2) 调胶修补, 选用液体状的修补剂, 按比例将树脂和固化剂进行混合, 搅拌均匀, 涂抹在坡口中。一般固化时间为几分钟到十几分钟, 必须在固化前完成修补工作, 坡口应大一些, 使修补剂能把未破损的覆盖胶粘上。 (3) 养护固化, 修补剂在坡口中发生自硫化, 获得其理化性能和基体效果。一般在常温下为几小时至几天, 最初几小时为基本硫化, 可达到完全硫化的70%~80%, 24 h可达到90%。环境温度升高, 则固化时间显著缩短, 故冬季室外施工时需加保温或加温固化措施。
6 增加输送带的监控装置
在输送机上增加监控装置可以及时发现输送带在运行中出现的问题, 能发出停机信号或实现自动停机, 避免出现较大的损失。输送带监控装置有多种, 常用的有以下几种。
(1) 跑偏开关。通过检测带式输送带的跑偏状态发出信号, 实现输送机的自动报警和停机功能, 以防止输送带因过量跑偏而发生事故。安装时, 应将跑偏辊开关成对安装, 保证开关触辊与输送带边垂直, 并使触辊与输送带接触部位高于触辊高度的1/3处, 在带式输送机的机头和机尾处各装1对, 推荐每隔30 m再装1对。较短的带式输送机, 仅在头部或尾部安装1对即可。
(2) 打滑检测器。如果输送带在滚筒处发生打滑, 就会快速磨损输送带, 安装打滑检测器可有效避免这个问题。检测器用于检测输机在运行中出现的输送带与主动滚筒之间的打滑, 防止打滑所造成的恶性事故。它的安装方式有2种: (1) 安装在带式输送机上输送带的下面, 安装后应保证输送带在有料时检测器与输送带面平行, 且输送带无料运行时检测器与输送带应可靠接触, 安装在振动最小和输送带抖动最小的地方, 一般不要靠近头部、尾部、加料和卸料的地方。 (2) 将检测器输出轴和从动滚筒采用柔性联轴器连接起来。
煤矿带式输送机发展趋势 篇8
1.1 动态分析技术
应用动态分析技术对整机运行过程的动态特性进行分析, 涉及基础理论和现代先进技术, 是综合性的高新技术。进行优化设计的大型带式输送机, 其安全系数最小可达4.8。
1.2 可控起动技术
大型带式输送机的起动是个加速过程, 输送带发生粘弹性变形而产生动张力。当带速越高、起动时间越短时, 起动加速度与输送带粘弹性变形就越大, 动张力也越大, 严重时就会损坏输送带与其它元部件。采用可控起动 (又称软起动) 技术, 可以减小输送带起动时初张力大幅下降, 保证输送带不打滑。
1.3 下运制动技术
下运带式输送机在正常运行时, 借助电机转子转速达到同步转速时产生的反力矩来限制输送机带速的提高。但当停机或电源中断后, 物料重力向下和整个转动部件的惯性力都促使输送带继续向下运行, 带速会越来越高, 而此时电机已停机, 失去对带速的控制, 造成滚料或飞车事故, 必须要对停机或电源中断后的下运带式输送机进行制动。制动过程正好与起动过程相反, 是一个减速过程, 同样存在一个控制制动减速度以及输送带变形与储存能量释放问题, 如不加以控制, 也会产生较大的动张力, 造成巨大瞬时冲击。除了发生滚料、飞车事故之外, 还会损坏输送带与其它元部件。
1.4 自动张紧技术
张紧装置是保证带式输送机正常工作的重要部件, 没有张紧装置的密切配合, 要想获得良好的可控启 (制) 动与自移机尾是不可能的, 自动张紧技术也是带式输送机的一个关键技术, 它可大大地提高输送机运转的可靠性。大型带式输送机所用的张紧装置必须满足自动调整张紧力、响应速度快、不能出现死区等技术要求。目前国产张紧装置响应速度不快、可靠性不高, 有待进一步改进。
1.5 中间驱动技术
随着我国高产高效矿井的出现, 煤矿井下用的带式输送机已向大型化方向发展, 但由于受到输送带强度与驱动装置的限制, 井下使用的带式输送机单机长度还不允许无限制地加长。采用中间驱动技术, 使驱动功率分散开来, 这样可以降低输送带的最大张力, 降低输送带强度, 使单元驱动装置小型化, 通用性强, 降低整机成本。中间驱动有二种方式:直线摩擦式与滚筒卸载式。一般来说, 可伸缩带式输送机的中间驱动大多是采用滚筒卸载式。中间驱动的关键技术是驱动装置的负荷分配及各驱动装置的起动顺序和时间间隔, 中间驱动点数量越多, 这种要求就越高。目前国内外多数是采用液力调速装置来解决这个关键技术的。
1.6 高速托辊技术
在输送量相同的前提下, 提高输送机带速要比增大带宽节省投资费用。带速增高后, 输送带最大张力可下降, 输送带强度等级也可随之下降。带速过高, 煤尘飞扬就越厉害, 当煤尘浓度高到一定程度时就会发生爆炸, 带速提高后, 托辊转速也随着增大, 导致托辊的旋转阻力增大和使用寿命降低。煤矿带式输送机的停机事故, 绝大多数是由托辊因素造成的。
1.7 变频防爆技术
井下作业时, 为了防止瓦斯爆炸, 必须使用防爆设备。使用变频器驱动带式输送机, 可以改变电动机的起动特性, 使输送机起动平滑, 在控制过程中可以实现根据实际生产情况对带速的调节, 但矿用变频器价格昂贵, 而国产的防爆式变频器稳定性不高。这些都阻碍了变频技术在井下的应用。
1.8 最佳运行低耗节能技术
通过对带式输送机的分析, 改变传统的输送机运行方式, 使之变为按带式输送机的运量来决定电动机的功率, 这样就达到了速度与运量的相互匹配, 电动机能以较高的效率运行, 节约了电量。
2 我国带式输送机的节能现状
我国带式输送机的节能方式主要有以下几种:
2.1 电机功率控制节能
电机功率控制技术节能是指通过减少电机的输出功率来使负载大小与驱动功率相匹配。其关键是准确判断增减电机的时机, 目前主要有堆、取料机位置检测法和电机电流检测法两种。
堆、取料机位置检测法就是在重新选择所需电机额定功率的前提下, 在堆、取料机行走轨道的合适位置加装具有状态锁定功能的行程开关或编码器。在带式输送机起动阶段, 所有电机全部投入运行, 然后由行程开关或编码器检测堆、取料机的工作位置。若堆、取料机位于输送机临界跺位 (根据输送机实际所需功率确定) 内作业, 带式输送机则减少一台电机拖动, 若堆、取料机位于临界跺位外作业, 带式输送机则仍由所有电机拖动。此种改造方式虽简单, 但由于未考虑轻载工况, 不能根据煤流量来判断是否应进行减电机操作, 因而仍然会存在电动机利用效率不高的问题。
电机电流检测法是指当带式输送机负荷较大时, 电机电流也较大;当带式输送机负荷较小时, 电机电流也较小。无论是带式输送机承载物料长度的改变, 还是承载物料流量的改变, 都会引起电机工作电流的变化。此法可以实时动态监控带式输送机上负荷的大小, 但是由于受到外界干扰时会造成负荷波动, 检测到的电流值有时不能真实反应带式输送机的稳定负荷, 会出现明显的偏差。
2.2 异步电动机Y-Δ接法节能
根据异步电动机的工作原理可知, 三角形接法 (Δ) 定子绕组上的相电压VΔΦ与线电压VL相等, 星形接法 (Y) 定子绕组上的相电压。电机所需要的无功功率Q包括励磁无功功率QJC和漏磁无功功率QLC两部分, 即Q=QJC+QLC。由于漏磁无功功率QLC与用电设备的负荷电流成正比, 且负荷不变时三角形接法和星形接法电机的负荷电流大小相同, 因此两种接法的漏磁无功功率QLC也相同。而励磁无功功率QJC与定子绕组上的相电压的平方成正比, 因此定子绕组为星形接法的电机所需的励磁无功功率仅是三角形接法电机的1/3。
由于在同样电压和负荷下, 电动机的Δ接法比Y接法的无功功率大, 而有功功率相等, 因此电动机的Δ接法比Y接法所耗总功率P大, 又因为总功率P=N·ω, 因此转速ω一定时, 电动机的接法比Y接法输出扭矩也大。所以, 在带式输送机的工作过程中, 采用在Δ接法下起动电动机, 在Y接法下运行的方法, 从而达到节能降耗的目的, 提高电机的使用效率。
但是, 由于带式输送机有时并不输送物料或输送物料很少, 若电机一直运行会造成能源浪费, 若电机频繁起动, 又会大大降低电机的使用寿命。所以此方法节能有限, 主要用于短距离带式输送机中负载较低的情况下。
2.3 采用调速节能改造
调速是电动机节能的主要方法之一。调速方式有转子串电阻、电磁调速、液力耦合器、变极调速、串级调速、变频调速等, 各种调速方式的调速范围和性能。其中, 变频调速以动态响应快、输出特性稳定等优点逐步成为最有潜力的调速技术。
摘要：在煤炭企业生产中, 主要的生产运输设备是带式输送机。带式输送机驱动电机耗费大量电能, 无形之中增加企业的生产成本。如何降低带式输送机的生产电耗已是煤炭企业急迫解决的问题。本文阐述了带式输送机发展技术及电气节能技术。
气力输送系统的设计要点 篇9
【关键词】气力输送；分类；组成；设计要点
0.前言
气力输送是借助负压或正压气流通过管道输送粉料的技术。与其他机械输送方式如斗提、皮带等相比，具有设备简单、布置灵活、占地面积小、操作及维修方便等特点，在钢铁、煤炭、电力、化工、粮食等行业得到广泛应用[1]。气力输送系统设计的合理与否，对输送效率、运行成本和使用寿命都有重要影响，因此本文对气力输送系统设计中着重考虑的问题进行归纳总结，希望引起工程设计同行的重视，为将来的工程设计提供参考。
1.气力输送系统
1.1气力输送的分类
根据输送管中物料的密集程度，气力输送可分为稀相输送和密相输送。稀相输送的混合比一般为0.1～25，输送气速为18～30m/s，高于浓相输送[2]。
根据输送管中气体的压力大小，气力输送可分为吸送式和压送式。吸送式的输送管内压力低于大气压，能自吸进料，缺点是必须负压卸料，而且物料输送距离较短；压送式的输送管内压力高于大气压，卸料方便，物料输送距离较长，其缺点是须用给料器将物料送入带压的管道中[3]。
1.2气力输送系统的组成
气力输送系统主要包括给料系统、输料系统、集料系统、动力系统和控制系统五大部分。
给料系统的作用是保证粉尘能够连续、均匀地进入输送管中，主要包括粉料缓冲斗、插板阀、旋转给料阀、给料器等。由于吸送式气力输送的输送管内存在一定负压，能够自吸进料，故其给料器通常采用L型或V型给料器，压送式的给料器较复杂，一般采用船型给料器或仓泵。
输料系统是粉料输送的关键环节，由输送直管、弯管、吸气口、吹扫口等组成，输送管的布置对气力输送系统的压力损失、连续稳定运行有至关重要的影响。
集料系统的作用是使料气分离，并将粉料收集后集中处理，主要包括集料器、卸料阀、粉料储罐等。集料器即除尘器，烟尘粒径小、混合比大时，应采用二级或以上的除尘设备，一般采用旋风分离器串联布袋除尘器即可满足收尘效率。
动力系统即抽气和供气设备，低压吸送或压送一般采用离心式风机，中压采用罗茨风机，高压采用压缩机或利用配套的压缩空气。
控制系统一般采用PLC，实现自动控制给料、输料、卸料和脉冲式布袋除尘器的自动反吹等。
2.气力输送系统设计要点
2.1混合比的选取
混合比是气力输送的主要参数，为单位时间内通过输送管截面的粉尘质量与空气质量之比。提高混合比，有利于增大输送能力和节省动力消耗，但输送速度相同的情况下，混合比过大，容易造成堵塞，并且输送压力要增高。因此，设计时应综合考虑物料的物理性质、输送方式和输送条件等因素，选取合适的混合比。目前尚无法通过理论推导出最佳混合比，在工程设计中常根据经验和实验确定。
2.2输送速度的选取
粉尘和气体混合后在输送管中运动，气流携带粉尘的升力与粉尘的重力相等时，粉尘保持悬浮，因此在输送过程中，输送速度应远高于粉尘的悬浮速度。输送速度是选择管径的关键参数，目前尚无可靠的理论计算公式，工程设计时常按经验数据或经验公式来选取，一般取15～25m/s。输送距离远的选大值，反之选小值；粉尘密度大的选大值，反之选小值。
2.3压力损失的计算
由于气力输送管道内的流动为气固两相流，压力损失除了要考虑输送管的沿程阻力和给料器、弯管、管件、分离器等处的局部阻力外，还应考虑输送粉料的加速、悬浮和提升造成的压力损失。压力损失的大小直接决定风机全压和功率，在工程设计的初步设计阶段一定要对输送管道进行预配管，尽量保证压力损失计算的准确性。
2.4弯管曲率半径
粉料在弯管中运动时，其压力损失和管壁磨损均较大。具有粘附性的细粉尘容易附着在弯管处，严重时会造成不能正常输送，因此必须对弯管进行特殊考虑。
通常情况下，彎管曲率半径越大，压力损失越小。输送弯管的曲率半径一般取输送管内径的3～20倍[4]。其值主要随物料的浓度而定，输送低浓度时取小值，反之则取大值。根据相关文献的研究结论，从工程实际出发，当R>5D时，已经无太大的实际价值，反而增加了弯头的制造难度和安装空间，对输送系统的布置带来不便[5]，因此建议在工程设计中，按照R=5D即可满足要求。
3.结语
本文在前人研究的基础上，结合工程实践项目设计，从混合比、输送速度、弯管曲率半径的选取和压力损失计算等方面，对气力输送系统的设计要点进行了总结归纳，希望为以后的工程设计提供参考。 [科]
【参考文献】
[1]汤聂，李伟奇.烧结除尘灰气力输送系统的组成[J].烧结球团，2008.
[2]郑祥玉，徐尧.气力输送工艺在煤粉输送中的应用[J].洁净煤技术，2015.
[3]孙一坚.简明通风设计手册[M].中国建筑工业出版社，2011.
[4]傅磊.散料的流动性及其在弯管中气力输送的研究，（博士论文），2000.
讨论煤矿胶带输送机的运用 篇10
1.1 运输能力大
相比矿车、箕斗等运输设备, 胶带输送机具有运输连续、输送能力大等优点, 其运输能力完全能满足不断发展的采煤技术的运输要求。
1.2 结构简单技术成熟
胶带输送机主要由驱动装置及钢结构机架等组成, 是一种成熟的煤矿运输设备, 是早已定型的通用设备。现有国家的行业技术标准及定型的成套设备, 以及众多的胶带输送机生产厂家。
1.3 集中控制节约人力
胶带输送机完全能实现自动装载及卸料, 采用自动监测、集中控制整个矿井的运输情况。比起以往的矿车等运输方式, 大大地节约了人力物力, 同时也提高了运输的安全性。总之, 胶带输送机具有运输能力大、结构简单技术成熟、集中控制节约人力等优点, 适合不断发展的现代煤矿运输的要求, 在国内外煤矿运输上得到了广泛的运用, 具有无限发展空间, 值得更深入的开发利用。
2 胶带输送机的选型
胶带输送机选型主要由带速、带宽、驱动等的选择组成, 而最重要、最复杂、对胶带输送机影响最大的, 就是驱动装置的选择。
2.1 带速、带宽的选择
现有的带速、带宽已形成系列, 常用带速有2.0、2.5、3.15、4.0、5.0 (m/s) 等, 常用带宽有650、800、1000、1200、1400、1600 (mm) 等。当然也有更大的带速和带宽。选择的基本要求就是能满足矿井运量要求, 同时向着高速方向发展。
2.2 胶带机驱动选择
胶带机驱动装置是胶带机的核心, 合理的驱动装置是胶带机长期平稳运行的关键。随着技术的发展, 驱动装置不断优化, 并朝着多元化方向发展。
2.2.1 电机+减速器
电机+减速器这种驱动组合是传统的驱动方式, 曾经广泛地运用在胶带机上, 他的特点就是简单, 技术含量较低, 便宜, 能满足功率不大, 长度不是太长的胶带机的驱动要求。随着各种新的驱动技术的发展, 这种传统的驱动方式现在已经用得很少。
2.2.2 电动滚筒
这是“电机+减速器”这种驱动组合的整合版, 又分为内装式和外装式。它把电机、减速机和传动滚筒整合在一起, 使之结构更加简单, 安装更加方便。电动滚筒最大优势是简单、安装方便, 但它发热量大, 特别是内装式电动滚筒, 散热不利, 还容易漏油。电动滚筒在小型胶带机上还用得比较多。
2.2.3 电机+液力偶合器+减速器
液力偶合器的历史悠久, 是利用液体来传递动力的装置, 用在胶带机上, 它可使输送机驱动装置的特性变软, 从而改善启动性能、有效保护电机。液力偶合器有限矩型、调速型这两种。液力偶合器的主要特点有:1) 启动延时, 实现软启动, 降低启动电流, 降低对电网的冲击, 可满足带负荷启动2) 防止动力过载, 保护电动机、工作机主要部件不因过载而损坏。3) 可隔离扭振, 减缓冲击和振动, 有效防止机械磨损, 减少维修, 延长设备使用寿命。4) 在多机驱动系统中, 自动调节各电动机的功率平衡。5) 可用水或难燃液体做共和介质, 满足井下防火、防爆要求, 并节约运行费用。6) 调速型还能利用滑差调速, 性能更优, 不过调速时发热量较大, 并且调速阀门容易漏油。
总之, 液力偶合器来看能满足胶带机的软启动, 能有效保护电机。从性能上看, 调速型更有优势, 但调速型液力偶合器是利用滑差调速, 调速时发热量大, 因此它不能频繁调速, 也不能长时间在低速下运行, 同时调速阀门更容易漏油。液力偶合器最大的问题就是漏油问题, 在这方面目前国内产品比起国外产品还有很大的差距。就目前来说, 这是用得最多的一种驱动装置。
2.2.4 电机+液粘软启动装置
液粘软启动装置又称粘滞离合器、油膜离合器或n离合器, 它是通过改变离合片的间距从而改变粘性液体间的剪切力来改变传递力矩, 其原理跟液力偶合器不同但其性能与液力偶合器极其相似, 从目前来看, 它还不如液力偶合器运用广泛。
2.2.5 CST传动装置
CST (Controlled Start Transmission) 是由美国DODGE公司研制的带有电液反馈控制及齿轮减速器, 在低速轴端装有线性湿性离合器, 集减速、调速于一体的机电一体化传动系统。其主要性能特点:1) 可降低输送带基本张力, 选用输送带时, 安全系数可降低1.9, 但安全性能不变。2) 能提高传动效率, 传动稳定阶段离合片组件被完全锁住, 不会产生滑差, 没有效率损失。3) 离合片之间的流动为层流流动, 粘制力和离合片间距为线性关系, 故可准确控制输送机的运行状态, 可调带速范围为10%~100%。4) 设置了速度、应力及功率反馈回路, 能控制胶带的速度、应力及功率平衡, 控制精度可达±2%, 能实现输送机的多点驱动同步。5) 能实现电动机的空载启动和输送机的重载启动, 能保证在紧急停车或突然断电时的可控停车。6) 能在大范围内调节和控制输送机的启动加速度和停车减速度。7) 对自身和输送机提供的保护功能齐全, 并可实现驱动系统与输送机的双向保护。8) 通过电控系统与集中控制系统相连, 可实现对自身和输送机运行情况的远程集中监视和控制。
总之, CST算是一种比较好的驱动方案, 但它的价格高, 维护技术要求高, 运行成本高 (专用油) 等特点限制了它在胶带输送机上的普及。但运用在大型胶带机上还是很有优势的。
2.2.6 变频电机驱动
通过改变供电频率来实现调节速度和功率, 其主要特点是
1) 能实现软起动和起动缓慢加速;2) 多电机驱动时能通过电控来实现多机同步起动;3) 能调节速度使胶带机在不同速度下工作;4) 能跟据负何调节功率, 使之更为节能;5) 能满足多工况工作运行, 特别是在电机发电机制工况时, 还能通过配套装置把发的发反馈回电网;6) 技术要求高, 需专业人员维护, 其性价比不高;7) 配套设施体积大, 对环境适应性差, 大型变频器不容易做到防暴, 限制了煤矿井下大功率胶带机上的运用;8) 发热量大, 会造成部件容易老化, 同时对附近的电气设备有一定的干扰。总之, 从性能上讲, 变频电机驱动能满足各种胶带机的驱动要求, 并俱备节能、可控性好等优势, 是一个新的发展方向。但这种新技术还不够成熟, 现阶还有很多缺点以待完善, 就目前技术而言, 在地面大型胶带机及井下功率不大且具有多工况的下运胶带机上的运用很有优势, 是新一代的节能产品。