淺談煤礦用帶式輸送機驅動形式

楊健

【摘 要】驅動部是煤礦用帶式輸送機的動力來源。電動機通過聯軸器、減速器帶動傳動滾筒轉動，依靠滾筒和輸送帶之間的摩擦力使輸送帶運動。本文簡單扼要的分析我國目前煤礦用帶式輸送機常用的幾種驅動形式，并論述了用帶式輸送機驅動設置中的部件工作原理、應用特點、優缺點以及適用范圍等。

【關鍵詞】帶式輸送機；驅動方式

目前煤礦用帶式輸送機常用的驅動形式有以下幾種：

一、Y型電動機+聯軸器+減速器

Y型電動機+聯軸器+減速器是煤礦用帶式輸送機最簡單的驅動方式，具有結構簡單、安裝堅固、可靠性高、維護工作量小、維修費用低等優點。其缺點是電動機啟動時對電網沖擊大。一般用在功率為45kW以下、機器長度小于150m的帶式輸送機上。加速力矩不能控制，起動電流大。而且，在多電動機驅動的情況下很難調控各個電動機的負荷分配，使用范圍是一般小型帶式輸送機。

二、電動滾筒

通常煤礦用的電動滾筒分為內裝式電動滾筒和外裝式電動滾筒兩種：

（一）內裝式電動滾筒是內裝式電動滾筒由于電動機安裝在滾筒內部，電動機散熱性較差，一般用在功率為30kW以下、機器長度小于150m的帶式輸送機上。其與外裝式電動滾筒相比較，具有外觀整齊，在粉塵大、潮濕泥濘等惡劣環境下仍能正常工作的特點。

（二）外裝式電動滾筒是將減速器與傳動滾筒融為一體，電機與之懸臂直聯型的結構設計，并與滾筒剛性聯接。電動機散熱性較好，一般用在功率為45kW以下、機器長度小于150m的帶式輸送機上。其具有結構緊湊、性能可靠、維修費用低、維護方便、驅動裝置和傳動滾筒合二為一等優點。其缺點是軟起動性能差，電動機啟動時對電網沖擊大?？煽啃员萗型電動機+聯軸器+減速器驅動方式要差些。

三、Y型電動機+限矩型液力偶合器+減速器

Y型電動機+限矩型液力偶合器+減速器是煤礦用帶式輸送機上使用最為廣泛的一種驅動裝置。這種啟動方式可以改善帶式輸送機的起動性能，并具有輔助腔或后附腔等限矩措施，能夠限制超載力矩使其升至一定范圍后不再升高，從而保護電動機作用，能提高電動機和工作機構的壽命，平衡各電動機的功率輸出。限矩型液力耦合器是利用液力來傳遞功率（力矩）的裝置，采用液力耦合器傳動可使驅動部的機械特性變軟，從而改善機器的起動性能，增大起動力矩。

限矩型液力耦合器的特點是運轉前充入一定量的工作液體，在運轉期間，其充液量不能改變。同一型號的液力耦合器所傳遞的功率隨充液量變化而不同，充液量越多，傳遞功率就越大。根據運行功率的需要，充液率（腔體中實際充液量與腔體總容積的比值）可在40%～ 80%內選定。由于限矩型液力耦合器設有輔助腔，運行時輔助腔中可存有部分液體，因而工作腔內的充液量可在一定范圍內變化，從而使其性能發生變化。

其優點是：性價比高，結構簡單緊湊，維護工作量小，維修費用低，保護電動機過載，多臺電動機驅動時，能平衡電機功率，可分臺延時啟動，減小帶式輸送機起動時對電網的沖擊，可靠性高，價格低，是機長小于1500m的帶式輸送機的首選驅動方式。其缺點是：軟起動性能較差，不宜用于下運帶式輸送機及要求具有調速功能的帶式輸送機。

四、Y型電動機+調速型液力偶合器+減速器

Y型電動機+調速型液力偶合器+減速器是煤礦用大型帶式輸送機常用的一種驅動方式，一般用在機器長度大于800m的長距離大型帶式輸送機上?？梢愿玫耐ㄟ^張緊系統控制皮帶的拉長情況，減小電機起動電流，大幅度減少起動過程中的皮帶張緊力，可降低強度。 調速型液粘軟啟動可以適用于各種場合的使用，保證煤礦用帶式輸送機的平穩、勻加速起動。對于長運距、大運量、高帶速的大型輸送機使用效果顯著。液粘軟啟動是一個多盤液壓離合器。輸出轉矩通過控制液壓單元來實現。通過改變作用在離合器上的液壓來改變輸出轉矩，從而符合設計的起動或者停車要求。

其優點是：結構較簡單，維護工作量較小，電動機空負荷啟動，保護電動機過載，多臺電動機驅動時，可分臺延時啟動，減小帶式輸送機啟動時對電網的沖擊，可靠性較高，軟啟動性能較好，具有啟動可控性能，即啟動時間可控、啟動速度曲線可控，價格較低。其缺點是；液力偶合器啟動時，由于液力偶合器工作腔油量變化和速度變化曲線為非線性關系且具有置后性，所以可控性動態響應慢，做閉環控制難度較大，有時有滲油現象發生。不宜用于下運帶式輸送機及要求具有調速功能的帶式輸送機。

五、高速直流電動機+減速器

高速直流電動機+減速器驅動方式是一種具有調速功能的驅動方式，一般用在要求具有調速功能的大型帶式輸送機上。其優點是：軟起動性能良好，起動時速度曲線線性可控，停車時速度曲線線性可控，電氣制動性能好，可無級變速，可控性能優良，可做閉環控制，可靠性較高。其缺點是：價格十分昂貴，可控硅整流系統復雜，電控設備占地面積大，功率因數低，直流電動機有滑環，電刷磨損大，維護工作量較大，目前無防爆型，在煤礦井下無法使用。

六、繞線電動機+減速器

繞線電動機+減速器有三種控制方式，第一種控制方式為繞線電動機串頻敏電阻或水電阻；第二種控制方式為繞線電動機串金屬電阻；第三種控制方式為繞線電動機串級調速。第一種控制方式無調速功能，且電動機不能頻繁啟動，一般用在機器長度大于500m且電動機不頻繁啟動的帶式輸送機上；第二種控制方式無調速功能，但電動機可以頻繁啟動，配可控硅動力制動后，是下運帶式輸送機最常用的驅動方式；第三種控制方式具有調速功能，可做閉環控制，一般用在機長大于1000m的長距離，且要求具有調速功能的大型帶式輸送機上。

其優點是：第一、二種控制方式，結構簡單，維護工作量較小，軟起動性能較好，價格較低，起動時對電網沖擊小，可靠性高，可控性能好；第三種控制方式，動力制動性能優良。其缺點是：第一、二種控制方式啟動和停車時能耗較大；第三種控制方式系統復雜，且有被交-交變頻或交-直-交變頻替代的趨勢。

七、變頻調速電動機+減速器

變頻調速電動機+減速器有二種控制方式，第一種控制方式為交-交變頻，第二種控制方式為交-直-交變頻。交-交變頻系統功率因數較，在啟動、運行中將會產生較大的高次諧波，對電網造成污染。電動機的頻繁起動也將對電網會造成較大的無功沖擊，必須對此進行綜合治理。相對交-直-交變頻設備投資較低。交-直-交變頻系統由于在裝置中設有濾波單元和補償單元，功率因數大于0.9，高次諧波分量很小，不會造成諧波污染，無需專門設置諧波吸收和無功補償裝置，但單機功率大于2000kW的交-直-交變頻傳動系統國內目前尚不能生產，設備及備件必須進口，相對交-交變頻設備投資較高。一般用在要求具有調速功能的大型帶式輸送機上。

其優點是：軟起動性能優良，起動時速度曲線線性可控，停車時速度曲線線性可控，電氣制動性能好，可無級變速，可控性能優良，可做閉環控制，可靠性高。其缺點是：價格十分昂貴，電控設備占地面積大，目前單機功率大于400kW無防爆型，在煤礦井下無法使用。

八、Y型電動機+CST驅動裝置

Y型電動機+CST驅動裝置是美國道奇公司專為帶式輸送機設計的，具有較高可靠性的機電一體化驅動裝置，一般用在機長大于1000m的長距離大型帶式輸送機上。其優點是：軟起動性能良好，起動時速度曲線線性可控，停車時速度曲線也可控，可做閉環控制，電動機空負荷起動，結構簡單，維護工作量小，多臺電動機驅動時，可分臺延時啟動，減小帶式輸送機起動時對電網的沖擊。其缺點是：對維修工及潤滑油要求高，設備價格高。不宜用于下運帶式輸送機及要求具有調速功能的帶式輸送機。

總而言之，實際應用中，可根據煤礦用帶式輸送機的需要，選擇合適的驅動裝置。一般來說，使用最少數量設備的最簡單的驅動是最好的驅動方式。