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常见问题

皮带输送机驱动装置如何选择,优缺点对比!
发布时间:2019-09-06 09:39浏览次数:

    驱动装置是带式输送机的动力部分,由安装在驱动装置架上的电动机、高速轴联轴器(液力耦合器)、减速器、低速轴联轴器、制动器(逆止器)等组成。通常在传递功率大于45千瓦时,高速轴采用液力耦合器。在一台输送机上采用多台机械逆止器时,如果不能保证载荷均匀分布,则每台逆止器都必须按一台输送机可能出现的最大逆转力矩来选取。


驱动装置


    驱动装置形式


    驱动装置实际上是一种能量转换装置,根据能量可能进行的转换方式,带式输送机的驱动可以有下面的几种途径:


    a)电能一机械能电动机通过电力电子技术直接驱动。其主要形式为:直流电动机调速方式、交流电动机软启动方式、交流电动机变频调速方式、差动变频无级调速。


    b)电能→液体动能→流体摩擦→机械能:液粘离合器驱动。


    c)电能→液体动能→机械能:液力耦合器驱动。


    d)电能→液压能一机械能:液压马达驱动。


    根据设计参数和要求,综合考虑后,采用第一种途径。


    驱动装置的作用是将电动机的动力传递给输送带,并带动它运动。


    驱动装置是带式输送机的动力传递机构。一般由电动机、联轴器、制动器、减速器及驱动滚筒组成。


    电动机:带式输送机用的电动机,有鼠笼式、绕线式异步电动机。在有防爆要求的场合,就采用矿用隔爆机。使用液力耦合器时,不需要具有高起动力矩的电动机,只要与耦合器匹配得当,就能得到接近电机最大力矩的起动力矩。


    联轴器:按传动和结构上的需要,分别采用液力耦合器、柱梢联轴器、棒梢联轴器、齿轮联轴器或十字滑块联轴器。


    减速器:带式输送机用的减速器,有圆柱齿轮减速器和圆锥-圆柱齿轮减速器。


    圆柱齿轮减速器的传动效率高,但是它要求电机轴与输送机轴平行,驱动装置占地宽度大,适合于在地面驱动;而井下使用时需要加宽响室,若把电机布置在输送带下面,会给维护和更换造成困难。因此,用于采区巷道是,常采用圆锥-圆柱齿轮减速器。


    驱动滚筒:驱动滚筒是依靠它与输送带之间的摩擦力带动输送带运行的部件。据挠性牵引构件的摩擦传动理论,输送带与滚筒之间的最大摩擦力,随摩擦系数和围包角的增大面增大。所以提高牵引力必须人这两方面入手。


    根据不同的使用条件和工作要求,带式输送机的驱动方式,可分单电机单滚筒驱动单电机双滚筒驱动及多电机驱动多滚筒驱动几种。


滚筒


    根据实际情况,皮带机驱动方式有很多不同的配置。以下列举几种使用较多的驱动方式供参考。


    1、电动滚筒


    电动滚筒分内装式电动滚筒和外装式电动滚筒。主要区别在于内装式电动滚筒电动机装在滚筒内部,外装式电动滚筒电动机装在滚筒外部,并与滚筒刚性联接。


    内装式电动滚筒电动机散热性较差,一般用在功率为30kW以下、机长小于150m的皮带输送机上。


    外装式电动滚筒电动机散热性较好,一般用在功率为45kW以下、机长小于150m的皮带输送机上。


    优点:结构紧凑,维修费用低,可靠性高,驱动装置和传动滚筒合二为一。


    缺点:软起动性能差,电动机启动时对电网冲击大。可靠性比Y型电动机+联轴器+减速器驱动方式差。


    2、Y型电动机+联轴器+减速器


    一般用在功率为45kW以下、机长小于150m的皮带输送机上。


    优点:结构简单,维护工作量小,维修费用低,可靠性高。


    缺点:软起动性能差,电动机启动时对电网冲击大。


    3、Y型电动机+限矩型液力偶合器+减速器


    这种驱动方式是皮带输送机上使用较为广泛的一种驱动装置。限矩型液力偶合器分带后辅室限矩型液力偶合器和不带后辅室限矩型液力偶合器。由于带后辅室限矩型液力偶合器在电动机启动时,液力油由后辅室通过节流孔缓慢进入液力偶合器工作腔,所以其启动性能优于不带后辅室限矩型液力偶合器。


    但是由于带后辅室限矩型液力偶合器启动时间长、发热量大。所以在限矩型液力偶合器选型时,如果选用带后辅室限矩型液力偶合器,在液力偶合器有两个型号均能满足其传递功率时,由于该形式液力偶合器启动时间长,发热量大,所以应优先选用较大型号液力偶合器。


    如果选用不带后辅室限矩型液力偶合器,在液力偶合器有两个型号均能满足其传递功率时,由于该形式液力偶合器启动时间较短、发热量较小,所以应优先选用较小型号液力偶合器。


    对于有多台电动机驱动的皮带输送机,如果选用Y型电动机+限矩型液力偶合器+减速器驱动方式,液力偶合器建议选用带后辅室限矩型液力偶合器。由于限矩型液力偶合器受散热条件限制,所以Y型电动机+限矩型液力偶合器+减速器驱动方式一般用在单机功率为630kW以下,机长小于1500m的皮带输送机上。


    优点:性价比高,结构简单紧凑,维护工作量小,维修费用低,保护电动机过载,多台电动机驱动时,能平衡电机功率,可分台延时启动,减小皮带输送机起动时对电网的冲击,可靠性高,价格低,是机长小于1500m的皮带输送机的首选驱动方式。


    缺点:软起动性能较差,不宜用于下运皮带输送机及要求具有调速功能的皮带输送机。


调速型液力偶合器


    4、Y型电动机+调速型液力偶合器+减速器


    该驱动方式是大型皮带输送机常用的一种驱动方式,一般用在机长大于800m的长距离大型皮带输送机上。


    优点:结构较简单,负荷启动,保护电动机过载,维护工作量较小,电动机空多台电动机驱动时,可分台延时启动,减小皮带输送机启动时对电网的冲击,可靠性较高,软启动性能较好,具有启动可控性能,即启动时间可控、启动速度曲线可控,价格较低。


    缺点:液力偶合器启动时,由于液力偶合器工作腔油量变化和速度变化曲线为非线性关系且具有置后性,所以可控性动态响应慢,做闭环控制难度较大,有时有渗油现象发生。不宜用于下运皮带输送机及要求具有调速功能的皮带输送机。


    5、Y型电动机+CST驱动装置


    Y型电动机+CST驱动装置是美国道奇公司专为皮带输送机设计的,具有较高可靠性的机电一体化驱动装置,一般用在机长大于1000m的长距离大型皮带输送机上。


    优点:软起动性能良好,起动时速度曲线线性可控,停车时速度曲线也可控,可做闭环控制,电动机空负荷起动,结构简单,维护工作量小,多台电动机驱动时,可分台延时启动,减小带式输送机起动时对电网的冲击。


    缺点:对维修工及润滑油要求高,设备价格高。不宜用于下运皮带输送机及要求具有调速功能的皮带输送机。


    6、线电动机+减速器


    绕线电动机+减速器有三种控制方式,第一种控制方式为绕线电动机串频敏电阻或水电阻;第二种控制方式为绕线电动机串金属电阻;第三种控制方式为绕线电动机串级调速。


    第一种控制方式无调速功能,且电动机不能频繁启动,一般用在机长大于500m且电动机不频繁启动的皮带输送机上。


    第二种控制方式无调速功能,但电动机可以频繁启动,配可控硅动力制动后,是下运皮带输送机较常用的驱动方式。


    第三种控制方式具有调速功能,可做闭环控制,一般用在机长大于1000m的长距离,且要求具有调速功能的大型皮带输送机上。


    优点:第一、二种控制方式,结构简单,维护工作量较小,软起动性能较好,价格较低,起动时对电网冲击小,可靠性高,可控性能好;第三种控制方式,动力制动性能优良。


    缺点:第一、二种控制方式启动和停车时能耗较大;第三种控制方式系统复杂,且有被交-交变频或交-直-交变频替代的趋势。


    7、高速直流电动机+减速器


    这种驱动方式具有调速功能,一般用在要求具有调速功能的大型皮带输送机上。


    优点:软起动性能良好,起动时速度曲线线性可控,停车时速度曲线线性可控,电气制动性能好,可无级变速,可控性能优良,可做闭环控制,可靠性较高。


    缺点:价格十分昂贵,可控硅整流系统复杂,电控设备占地面积大,功率因数低,直流电动机有滑环,电刷磨损大,维护工作量较大,目前无防爆型,在煤矿井下无法使用。


    8、低速直流电动机直接驱动皮带输送机的驱动滚筒


    低速直流电动机直接驱动皮带输送机的传动滚筒,是一种具有调速功能的驱动方式,一般用在要求具有调速功能、且电动机单机功率大于1000kW的皮带输送机上。


    优点:软起动性能优良,起动时速度曲线线性可控,停车时速度曲线线性可控,电气制动性能好,可无级变速,可控性能优良,可做闭环控制,无减速器,可靠性高。


    缺点:价格十分昂贵,可控硅整流系统复杂,电控设备占地面积大,功率因数低,直流电动机有滑环,电刷磨损大,维护工作量大,目前大功率无防爆型,在煤矿井下无法使用。


变频调速电动机


    9、变频调速电动机+减速器


    变频调速电动机+减速器有二种控制方式,第一种控制方式为交-交变频,第二种控制方式为交-直-交变频。


    交-交变频系统功率因数较低,在启动、运行中将会产生较大的高次谐波,对电网造成污染。电动机的频繁起动也将对电网造成较大的无功冲击,必须对此进行综合治理。相对交-直-交变频设备投资较低。


    交-直-交变频系统由于在装置中设有滤波单元和补偿单元,功率因数大于0.9,高次谐波分量很小,不会造成谐波污染,无需专门设置谐波吸收和无功补偿装置,但单机功率大于2000kW的交-直-交变频传动系统国内目前尚不能生产,设备及备件必须进口,相对交一交变频设备投资较高。一般用在要求具有调速功能的大型皮带输送机上。


    优点:软起动性能优良,起动时速度曲线线性可控,停车时速度曲线线性可控,电气制动性能好,可无级变速,可控性能优良,可做闭环控制,可靠性高。


    缺点:价格十分昂贵,电控设备占地面积大,目前单机功率大于400kW无防爆型,在煤矿井下无法使用。


    通过以上对皮带输送机各种驱动装置优缺点的分析,在选择皮带输送机驱动装置时,可以根据场地、生产等具体情况作出最优的选择。

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