带式输送机技术的现状及差距.pdf

带式输送机，是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机 械， 由驱动装置拉紧装置输送带中部构架和托辊组成输送带作 为牵引和承载构件。它既可以进行碎散物料的输送， 也可以进 行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外， 还可以与各工 业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合， 形成有节奏的流 水作业运输线。与其他运输设备如机车类相比， 具有输送距 离长、 运量大、 连续输送等优点， 而且运行可靠， 易于实现自动 化和集中化控制， 所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工 业企业中。尤其对高产高效矿井， 带式输送机已成为矿业开采 机电一体化技术与装备的关键设备。 一、 国外带式输送机技术的现状 国外皮带输送机技术的发展很快，其主要表现在 2 个方 面 一方面是皮带输送机的功能多元化、 应用范围扩大化， 如高 倾角皮带输送机、 管状皮带输送机、 空间转弯带式输送机等各 种机型； 另一方面是皮带输送机本身的技术与装备有了巨大的 发展， 尤其是长距离、 大运量、 高带速等大型皮带输送机已成为 发展的主要方向， 其核心技术是开发应用于了带式输送机动态 分析与监控技术， 提高了带式输送机的运行性能和可靠性。目 前， 带式输送机关键技术与装备有以下几个特点 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 300500 万 t 以上高产高效集约化生产的 需要。 2、 监控综合化。应用动态分析技术和机电一体化、 计算 机监控等高新技术， 采用大功率软起动与自动张紧技术， 对输 送机进行动态监测与监控，大大地降低了输送带的动张力， 设 备运行性能好， 运输效率高。 3、技术先进性。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 已有受限制， 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、 高可靠性关键元部件技术。如包含 CST等 在内的各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、 快速自移机尾等。如英国 FSW 生产的 FSW1200/ （23） 400 （600） 工作面顺槽带式输 送机就采用了液粘差速或变频调速装置， 运输能力达 3000 t/h 以上，它的机尾与新型转载机 （如美国久益公司生产的 S500E ） 配套， 可随工作面推移而自动快速自移、 人工作业少、 生产效率高。 二、 国内皮带输送机机技术的现状 我国生产制造的皮带输送机的品种、 类型较多。在 “八五” 期间， 通过国家 “日产万吨综采设备” 项目的实施， 皮带输送机 的技术水平有了很大提高， 井下用大功率、 长距离皮带输送机的 关键技术研究和新产品开发都取得了很大的进步。如大倾角长 距离皮带输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩皮带输 送机等均填补了国内空白，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，研制成功了多种软起动 和制动装置以及以 PLC 为核心的可编程电控装置， 驱动系统采 用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器。 三、 国内外带式输送机技术的差距 1、 大型皮带输送机的关键核心技术上的差距 （1） 、 皮带输送机动态分析与监测技术长距离、 大功率皮 带输送机的技术关键是动态设计与监测， 它是制约大型皮带输 送机发展的核心技术。 目前我国用刚性理论来分析研究带式输 送机并制订计算方法和设计规范， 设计中对输送带使用了很高 的安全系统 （一般取 n10 左右 ） ， 与实际情况相差很远。实际 上输送带是粘弹性体， 长距离带式输送机其输送带对驱动装置 的起、 制动力的动态响应是一个非常复杂的过程， 而不能简单 地用刚体力学来解释和计算。 国外已开发了皮带输送机动态设 计方法和应用软件， 在大型输送机上对输送机的动张力进行动 态分析与动态监测， 降低输送带的安全系统， 大大延长使用寿 命， 确保了输送机运行的可靠性， 从而使大型皮带输送机的设 计达到了最高水平 （输送带安全系数 n5～6） ， 并使输送机的 设备成本尤其是输送带成本大为降低。 （2） 、 可靠的可控软起动技术与功率均衡技术长距离大 运量带式输送机由于功率大、 距离长且多机驱动， 必须采用软 起动方式来降低输送机制动张力， 特别是多电机驱动时。为了 减少对电网的冲击， 软起动时应有分时慢速起动； 还要控制输 送机起动加速度 0.3～0.1 m/s ，解决承载带与驱动带的带速 同步问题及输送带涌浪现象， 减少对元部件的冲击。由于制造 误差及电机特性误差， 各驱动点的功率会出现不均衡， 一旦某 个电机功率过大将会引起烧电机事故。因此， 各电机之间的功 率平衡应加以控制， 并提高平衡精度。国内已大量应用调速型 液力偶合器来实现输送机的软起动与功率平衡， 解决了长距离 带式输送机的起动与功率平衡及同步性问题。 但其调节精度及 带式输送机技术的现状及差距 ■ 单质明 物流设备物流设备 栏目编辑浦春鸣 2 32 物流设备物流设备 栏目编辑浦春鸣 可靠性与国外相比还有一定差距。 此外，长距离大功率带式输送机除了要求一个运煤带速 外， 还需要一个验带的带速， 调速型液力偶合器虽然实现软启 动与功率平衡，但还需研制适合长距离的无级液力调速装置。 当单机功率 500kW 时， 可控 CST 软起动显示出优越性。由 于可控软起动是将行星齿轮减速器的内齿圈与湿式磨擦离合 器组合而成 （即粘性传动 ） 。 通过比例阀及控制系统来实现软起 动与功率平衡， 其调节精度可达 98 以上。但价格昂贵， 急需 国产化。 2、 技术性能上差距 我国带式输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效 矿井的需要， 尤其是顺槽可伸缩带式输送机的关键元部件及其 功能如自移机尾、高效储带与拉紧装置等与国外有着很大差 距。 （1） 、 装机功率我国工作面顺槽可伸缩带式输送机最大 装机功率为 4250kW， 国外产品可达 4970kW， 国产带式 输送机的装机功率约为国外产品的 30～40，固定带式输 送机的装机功率相差更大。 （2） 、 运输能力我国带式输送机最大运量为 3000 t/h， 国 外已达 5500 t/h。 （3） 、 最大输送带宽度我国带式输送机为 1400mm， 国外 最大为 1830 mm。 （4） 、 带速由于受托辊转速的限制， 我国带式输送机带速 为 4m/s， 国外为 5m/s 以上。 （5） 、工作面顺槽运输长度我国为 3000 m，国外为 7300m。 （6） 、 自移机尾随着高产高效工作面的不断出现， 要求顺 槽可伸缩带式输送机机尾随着工作面的快速推进而快速自移。 国内自移机尾主要依赖进口， 主要有 2 种（a） 随转载机一起 移动的由英国 LONGWALL公司生产的自移机尾装置。 （b） 德 国 DBT公司生产的自移机尾装置。前者自移机尾用于在国内 带宽 1.2 m 的输送机上，缺点是自移机尾输送带的跑偏量太 小， 纠偏能力弱， 刚性差。 后者生产的自移机尾在国内使用效果 优于前者， 水平、 垂直 2 个方向均有调偏油缸， 纠偏能力强。自 移机尾既要满足输送机正常工作时防滑的要求， 又要满足在输 送机不停机的情况下实现快速自移。 （7） 、 高效储带与张紧装置我国采用封闭式储带结构和 绞车张紧为主， 张紧小车易脱轨， 输送带易跑偏， 输送带伸缩 时， 托辊小车不自移， 需人工推移， 检修麻烦。国外采用结构先 进的开放式储带装置和高精度的大扭矩、大行程自动张紧设 备， 托辊小车能自动随输送带伸缩到位。 输送带不易跑偏， 不会 出现脱轨现象。 （8） 、 输送机品种机型品种少， 功能单一， 使用范围受限， 不能充分发挥其效能， 如拓展运人、 运料或双向运输等功能， 做 到一机多用； 另外， 我国地质条件差异很大， 在运输系统的布置 上经常会出现一些特殊要求， 如弯曲、 大倾角 （25 ） 直至垂 直提升等， 应开发特殊型专用机种带式输送机。 3、 可靠性、 寿命上的差距 （1） 、 输送带抗拉强度我国生产的织物整芯阻燃输送带 最高为 2500 N/mm， 国外为 3150 N/mm。钢丝绳芯阻燃输送 带最高为 4000 N/mm， 国外为 7000 N/mm。 （2） 、输送带接头强度我国输送带接头强度为母带的 50～65， 国外达母带的 70～75。 （3） 、 托辊寿命我国现有的托辊技术与国外比较， 寿命 短、 速度低、 阻力大， 而美国等使用的新型注油托辊， 其运行阻 力小， 轴承采用稀油润滑， 大大地提高了托辊的使用寿命， 并可 作为高速托辊应用于带式输送机上， 使用面广， 经济效益显著。 我国输送机托辊寿命为 2 万 h， 国外托辊寿命 5～9 万 h， 国产 托辊寿命仅为国外产品的 30～40。 （4） 、 输送机减速器寿命我国输送机减速器寿命 2 万 h， 国外减速器寿命 7 万 h。 （5） 、 带式输送机上下运行时可靠性差 4、 控制系统上差距 （1） 、 驱动方式我国为调速型液力偶合器和硬齿面减速 器， 国外传动方式多样， 如 BOSS 系统、 CST可控传动系统等， 控制精度较高。 （2） 、 监控装置国外输送机已采用高档可编程序控制器 PLC， 开发了先进的程序软件与综合电源继电器控制技术以及 数据采信、 处理、 存储、 传输、 故障诊断与查询等完整自动监控 系统。 我国输送机仅采用了中档可编程序控制器来控制输送机 的启动、 正常运行、 停机等工作过程。 虽然能与可控启 （制 ） 支装 置配合使用， 达到可控启 （制） 动、 带速同步、 功率平衡等功能， 但没有自动临近装置， 没有故障诊断与查询等。 （3） 、 输送机保护装置国外带式输送机除安装防止输送 带跑偏、 打滑、 撕裂、 过满堵塞、 自动洒水降尘等保护装置外， 近 年又开发了很多新型监测装置 传动滚筒、 变向滚筒及托辊组 的温度监测系统； 烟雾报警及自动消防灭火装置； 纤维织输送 带纵撕裂及接头监测系统；防爆电子输送带秤自动计量系统。 这些新型保护系统我国基本处于空白。□ 33