皮帶輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展很快,其主要表現(xiàn)在兩個方面:一是皮帶輸送機(jī)的功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化,如大傾角帶輸送機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)、空間轉(zhuǎn)彎運輸帶輸送機(jī)等各種機(jī)型;另一方面是橡膠輸送帶型輸送機(jī)本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展,尤其是長距離、大運量、高帶速等大型皮帶輸送機(jī)已成為發(fā)展的主要方向,其核心技術(shù)是開發(fā)應(yīng)用于了帶式輸送機(jī)動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù),提高了帶式輸送機(jī)的運行性能和可靠性,目前,在煤礦井下使用的帶式輸送機(jī)已達(dá)到主要技術(shù)指標(biāo),其關(guān)鍵技術(shù)與裝備有以下幾個特點:
⑴設(shè)備大型化:其主要技術(shù)參數(shù)與裝備均向著大型化發(fā)展,以滿足年產(chǎn)300到500萬噸以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要。
⑵應(yīng)用動態(tài)分析技術(shù)和機(jī)電一體化、計算機(jī)監(jiān)控等高新技術(shù),采用大功率軟起動與自動張緊技術(shù),對輸送機(jī)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測與監(jiān)控,大大地降低了橡膠運輸帶的動張力,設(shè)備運行性能好,運輸效率高。
⑶采用多機(jī)驅(qū)動與中間驅(qū)動及其功率平衡、輸送機(jī)變向運行等技術(shù),使輸送機(jī)單機(jī)運行長度在理論上已有受限制,并確保了輸送系統(tǒng)設(shè)備的通用性、互換性及其單元驅(qū)動的可靠性。
⑷新型、高可靠性關(guān)鍵元部件技術(shù)。如包含CST等在內(nèi)的各種先進(jìn)的大功率驅(qū)動裝置與調(diào)速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機(jī)尾等,皮帶式輸送機(jī)采用了液粘差速或變頻調(diào)速裝置,運輸能力達(dá)3000 t/h以上,機(jī)尾與新型轉(zhuǎn)載機(jī)配套,可隨工作面推移而自動快速自移、人工作業(yè)少、生產(chǎn)效率高。
皮帶輸送機(jī)動態(tài)分析與監(jiān)測技術(shù),長距離,大功率帶式輸送機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵是動態(tài)設(shè)計與監(jiān)測,它是制約大型帶式輸送機(jī)發(fā)展的核心技術(shù),目前我國用剛性理論來分析研究帶式輸送機(jī)并制訂計算方法和設(shè)計規(guī)范,設(shè)計中對輸送帶使用了很高的安全系統(tǒng),與實際情況相差很遠(yuǎn)。實際上輸送帶是粘彈性體,長距離帶式輸送機(jī)其輸送帶對驅(qū)動裝置的起、制動力的動態(tài)響應(yīng)是一個非常復(fù)雜的過程,而不能簡單地用剛體力學(xué)來解釋和計算。已開發(fā)了帶式輸送機(jī)動態(tài)設(shè)計方法和應(yīng)用軟件,在大型輸送機(jī)上對輸送機(jī)的動張力進(jìn)行動態(tài)分析與動態(tài)監(jiān)測,降低輸送帶的安全系統(tǒng),大大延長使用壽命,確保了輸送機(jī)運行的可靠性,從而使大型帶式輸送機(jī)的設(shè)計達(dá)到了最高水平并使輸送機(jī)的設(shè)備成本尤其是輸送帶成本大為降低?煽康目煽剀浧饎蛹夹g(shù)與功率均衡技術(shù),長距離大運量帶式輸送機(jī)由于功率大、距離長且多機(jī)驅(qū)動,必須采用軟起動方式來降低輸送機(jī)制動張力,特別是多電機(jī)驅(qū)動時。為了減少對電網(wǎng)的沖擊,軟起動時應(yīng)有分時慢速起動;還要控制輸送機(jī)起動加速度0.3~0.1 m/s,解決承載橡膠帶與驅(qū)動耐熱輸送帶的帶速同步問題及輸送帶涌浪現(xiàn)象,減少對元部件的沖擊。由于制造誤差及電機(jī)特性誤差,各驅(qū)動點的功率會出現(xiàn)不均衡,一旦某個電機(jī)功率過大將會引起燒電機(jī)事故,因此,各電機(jī)之間的功率平衡應(yīng)加以控制,并提高平衡精度。國內(nèi)已大量應(yīng)用調(diào)速型液力偶合器來實現(xiàn)輸送機(jī)的軟起動與功率平衡,解決了長距離帶式輸送機(jī)的起動與功率平衡及同步性問題。但其調(diào)節(jié)精度及可靠性與國外相比還有一定差距。此外,長距離大功率帶式輸送機(jī)除了要求一個運煤帶速外,調(diào)速型液力偶合器雖然實現(xiàn)軟啟動與功率平衡,但還需研制適合長距離的無級液力調(diào)速裝置。當(dāng)單機(jī)功率>500 kW時,可控CST軟起動顯示出優(yōu)越性。由于可控軟起動是將行星齒輪減速器的內(nèi)齒圈與濕式磨擦離合器組合而成(即粘性傳動)。
技術(shù)性能上差距我國帶式輸送機(jī)的主要性能與參數(shù)已不能滿足高產(chǎn)高效礦井的需要,尤其是順槽可伸縮帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵元部件及其功能如自移機(jī)尾、高效儲帶與張緊裝置等與國外有著差距:
⑴裝機(jī)功率:我國工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)最大裝機(jī)功率為4×250 kW,國外產(chǎn)品可達(dá)4×970 kW,國產(chǎn)帶式輸送機(jī)的裝機(jī)功率約為國外產(chǎn)品的30%~40%,固定帶式輸送機(jī)的裝機(jī)功率相差更大;
⑵運輸能力:我國帶式輸送機(jī)最大運量為3000 t/h,國外已達(dá)5500 t/h;
⑶最大輸送帶寬度:我國帶式輸送機(jī)為1400 mm,國外最大為1830 mm;
⑷帶速:由于受托輥轉(zhuǎn)速的限制,我國帶式輸送機(jī)帶速為4m/s,國外為5m/s以上;
⑸工作面順槽運輸長度:我國為3000 m,國外為7300m;
⑹自移機(jī)尾:隨著高產(chǎn)高效工作面的不斷出現(xiàn),要求順槽可伸縮帶式輸送機(jī)機(jī)尾隨著工作面的快速推進(jìn)而快速自移。國內(nèi)自移機(jī)尾主要依賴進(jìn)口,主要有兩種:(a)隨轉(zhuǎn)載機(jī)一起移動的生產(chǎn)的自移機(jī)尾裝置;(b)自移機(jī)尾裝置。前者只有一個推進(jìn)油缸,后者則有兩個推進(jìn)油缸。在國內(nèi)運輸帶帶寬1米2的輸送機(jī)上,缺點是自移機(jī)尾輸送帶的跑偏量太小,糾偏能力弱,剛性差。自移機(jī)尾在國內(nèi)使用效果優(yōu)于前者,水平、垂直2個方向均有調(diào)偏油缸,糾偏能力強(qiáng);
⑺高效儲帶與張緊裝置 我國采用封閉式儲帶結(jié)構(gòu)和絞車紅緊為主,張緊小車易脫軌,輸送帶易跑偏,輸送帶伸縮時,托輥小車不自移,需人工推移,檢修麻煩。國外采用結(jié)構(gòu)先進(jìn)的開放式儲帶裝置和高精度的大扭矩、大行程自動張緊設(shè)備,托輥小車能自動隨輸送帶伸縮到位。輸送帶易跑偏,不會出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象;
⑻輸送機(jī)品種 機(jī)型品種少,功能單一,使用范圍受限,不能充分發(fā)揮其效能,如拓展運人、運料或雙向運輸?shù)裙δ,做到一機(jī)多用;另外,我國煤礦的地質(zhì)條件差異很大,在運輸系統(tǒng)的布置上經(jīng)常會出現(xiàn)一些特殊要求,如彎曲、大傾角(>+25°)直至垂直提升等,應(yīng)開發(fā)特殊型專用機(jī)種帶式輸送機(jī)。
在可靠性、壽命上的差距有輸送帶抗拉強(qiáng)度,我國生產(chǎn)的織物整芯阻燃輸送帶最高為2500 N/mm,國外為3150 N/mm。鋼絲繩芯阻燃輸送帶最高為4000 N/mm,國外為7000 N/mm;⑵輸送帶接頭強(qiáng)度:我國輸送帶接頭強(qiáng)度為母帶的50%~65%,國外達(dá)母帶的70%~75%;⑶托輥壽命:我國現(xiàn)有的托輥技術(shù)與國外比較,壽命短、速度低、阻力大,使用的新型注油托輥,其運行阻力小,軸承采用稀油潤滑,大大地提高了托輥的使用壽命,并可作為高速托輥應(yīng)用于帶式輸送機(jī)上,使用面廣,經(jīng)濟(jì)效益顯著。我國輸送機(jī)托輥壽命為兩萬小時,國外托輥壽命5到9萬小時,國產(chǎn)托輥壽命僅為國外產(chǎn)品的30%~40%,輸送機(jī)減速器壽命 我國輸送機(jī)減速器壽命兩萬小時,國外減速器壽命7萬小時。
輸送機(jī)保護(hù)裝置:國外帶式輸送機(jī)除安裝防止輸送帶跑偏、打滑、撕裂、過滿堵塞、自動灑水降塵等保護(hù)裝置外,近年又開發(fā)了很多新型監(jiān)測裝置:傳動滾筒、改向滾筒及托輥組的溫度監(jiān)測系統(tǒng);煙霧報警及自動消防滅火裝置;纖維織輸送帶縱撕裂及接頭監(jiān)測系統(tǒng);防爆電子輸送帶秤自動計量系統(tǒng)。
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