1、引言
1.1
帶式輸送機傳動裝置的現(xiàn)狀
輸送機的輸送帶分為普通和特殊兩種結構。普通結構的輸送帶一般配備在固定式輸送機以及可伸縮式的輸送機上。特殊結構的輸送帶有以下幾種：擋邊輸送帶、旅客輸送帶、無輸送帶覆蓋膠、鋼繩牽引輸送帶、花紋輸送帶、防撕裂輸送帶等。帶式輸送機是一種常見的機械設備，其傳動方式多為V帶傳動+齒輪傳動，運行高效、連續(xù)、穩(wěn)定。帶式輸送機主要是散狀物料連續(xù)運輸設備。
目前，法國現(xiàn)有的帶式輸送機的單機長度可以達到15km，輸送帶速度為8.4m/s，單滾筒的驅動功率可以達到1050kW/h，其年運量也可以達到4億噸左右。在澳大利亞，很多超大規(guī)模的工廠以及大型的采礦企業(yè)都在使用輸送機，多個傳送帶串聯(lián)起來共同工作，可以傳送上百公里。現(xiàn)在國內所使用的帶式輸送機正在向長距離、高運量、高效率的方向發(fā)展。雖然我國的帶式輸送機的分析與研制都是通過剛性理論來研究的，也有一定的高級安全系統(tǒng)（一般取n =10左右）以及規(guī)范方法，但是輸送帶不能只依靠簡單的方法來解釋，因為輸送帶是具有一定粘性特質的。長距離式的帶式輸送機的輸送帶安裝有一個具有驅動功能的起、制動力的動態(tài)響應的復雜裝置，其工作過程也是十分繁瑣。所以如何有效地延長帶式輸送機的使用壽命，并同時可以確保其運行的可靠性，是帶式輸送機目前面臨的最主要問題。傳動裝置的關鍵性技術主要可以影響輸送機的技術性能，同時也會影響到企業(yè)的經(jīng)濟效益。目前，國際上的企業(yè)一般都是通過采用可控傳動技術來解決輸送機的傳動問題。
1.2研究帶式輸送機傳動裝置的意義
本文的研究意義在于控制帶式輸送機的傳動裝置在運動狀態(tài)下的動態(tài)應力的峰值，預防發(fā)生斷帶事故，同時也可以降低輸送裝置的運行安全系數(shù)，有效延長機器的使用壽命，節(jié)約資金投入。隨著帶式輸送機的可控傳動技術的發(fā)展，可控傳動裝置在大型膠帶運輸機中已得到廣泛應用，該傳動裝置以優(yōu)越的性能、較小的體積、較高的傳遞功率逐步成為傳動領域的主角。研究帶式輸送機的可控傳動技術，可以為輸送機領域的不斷發(fā)展和進步提供一定的參考與借鑒。
2、可控傳動技術
大型的帶式輸送機的傳動需要有足夠的傳動時間，并且輸送機的帶速轉動越高，其運送貨物的距離也就越長，能夠運輸?shù)呢浳锪吭酱螅c此同時所需要的工作時間就越多。假如傳動時間不夠，那么輸送帶與傳動滾筒的張力比增大，輸送帶的初張力就松弛了，這使得在傳動滾筒上面的輸送帶無法正常傳動，甚至會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。在傳動加速過程中，輸送帶經(jīng)常會處于不穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)生粘彈性變形，會產生動張力。傳送帶的帶速越高，就越會產生一系列的關聯(lián)問題，張力加大，就會一瞬間損壞其他的裝置元部件。所以必須在規(guī)定的時間內，有效控制輸送帶的傳動加速度，保持輸送機進行平穩(wěn)的曲線運動。這樣使得傳動張力以及電流都保持在適當?shù)姆秶鷥取捷斔蜋C的軟傳動裝置有以下幾方面的特性：首先傳動時間可以根據(jù)帶式輸送機主參數(shù)的變化來控制在適當?shù)姆秶鷥龋斔蜋C實現(xiàn)滿載傳動；其次電動機可以實現(xiàn)空載傳動，降低對電網(wǎng)的沖擊；在多機驅動時軟傳動具有平衡功率的功能，同時具有過載保護功能。
3、帶式輸送機傳送裝置的性能分析
3.1液粘性軟傳動裝置
澳大利亞NM采礦國際有限公司的BOSS系統(tǒng)是專門研制位于重型輸送機中減速器和電動機之間的，接受電動機傳遞的動力，驅動負載旋轉，它適用于單機200~ 500kW的可控系統(tǒng)。在液粘性軟傳動裝置內部，選用十幾組由摩擦材料制成的內摩擦片和對耦摩擦片，這些摩擦片分別通過鍵軸與輸出軸和齒與輸入軸進行連接。要控制液粘軟傳動裝置的輸出轉矩，可以通過控制活塞上的液壓油壓力來控制所剪切的油膜厚度來實現(xiàn)。
3.2液力型軟傳動裝置
調速型液力耦合器主要的工作原理首先是要將耦合器的工作腔內充入一定量的可以保證正常工作需要的工作液，然后電動機可以給工作輪泵輪一定的機械能，與此同時泵輪中的機械能就可以轉化為液力能，從而使渦輪可以進行工作，渦輪的旋轉活動可以繼續(xù)轉化出機械能，然后帶動從動機工作，從而實現(xiàn)了從原動機到從動機之間的能量傳遞。調速型液力耦合器的調速功能主要是以電動機轉速不變的情況為前提，通過改變液力耦合器內工作腔的工作液的充油量，從而使從動機可以進行軟傳動以及無級調速。電動機的單機功率只要不超過250kW/h，就可以讓耦合器進行自然的冷卻。相應的電動耦合器和執(zhí)行器的電動操作器的連接負載變化的信號，也可以按照客戶自身的要求配備自動測速裝置，這樣就可以實現(xiàn)測速裝置的自動控制或調速遙控。
3.3電氣型軟傳動裝置
電氣型軟傳動裝置變頻調速裝置主要由電抗器、控制器以及功率器件IGBT絕緣柵極可控晶體管組成。其主要的工作原理是用控制器來調節(jié)功率器件中的絕緣柵極可控晶體管，改變絕緣柵極可控晶體管進入功率器件的交流電源的頻率，由于電動機的轉速和交流電源的頻率是成正比的，所以只要控制了交流電源頻率的變化時間以及變化范圍，就能夠使輸送機按照預先設定的速度曲線進行平穩(wěn)傳動，實現(xiàn)輸送機的軟傳動。
3.4機械式軟傳動裝置
電氣軟傳動器是三相異步電動機設計的一種全數(shù)字化智能傳動設備，其中結合了電力電子技術、單片機技術和自動控制技術。電氣軟傳動器有多種類型，但每種的工作原理都不一樣。目前被應用最廣泛的軟傳動裝置主要是晶閘管軟傳動。其主要的工作原理為：首先要利用三相聯(lián)晶閘管的移相控制原理，將三相聯(lián)晶閘管串人電機與三相電源之間，然后改變三相聯(lián)晶閘管觸發(fā)角，在傳動時電機端的電壓會隨著晶閘管的導通角逐漸上升的同時，電機轉速也隨之增大，直至達到滿足傳動轉矩的要求而結束傳動過程；電氣軟傳動器的輸出是一個平穩(wěn)的升壓過程，并且電機是在限定額度的電壓下進行穩(wěn)定工作；與此同時，在旁路接觸器接通的狀態(tài)下電機才可以進入到一個相對穩(wěn)定的運行狀態(tài)；停止工作時需要切斷旁路接觸器，三相晶閘管的供電電壓就會慢慢降低，電機轉速也相應地逐漸降低到零，到此就是一個停車的全過程。這樣可以大大地降低對電動機電源的容量求，與此同時有效地減少了對供電電網(wǎng)的影響以及對機械傳動的沖擊。
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