1、大型带式输送机关键技术简述及发展现况摘要：带式输送机技术发展历经百年，通用带式输送机技术发展已比较成熟。随着带式输送机向长运距、大运量、高带速的方向发展，其关键技术突破就日显迫切。本文对目前国内外的相关关键技术的发展进行了梳理和简要分析。 关键词：大型带式输送机；技术；简述；现况 中图分类号： U653 文献标识码： A 自从 19 世纪末带式输送机发明以来，带式输送机技术的发展也日趋成熟。对于通用带式输送机来说，已形成了系列产品，如国产机型有TD75、DTII、DTII（A）等。为了满足国民经济的需要，带式输送机技术侧重于向长运距、大运量、高带速发展，而制约带式输送机发展的关键技术瓶颈也成了
2、带式输送机从业人员的主要研究对象。 一、驱动系统 大型带式输送机的驱动系统要能够提供可调的、平滑而无冲击的启动力矩、改善整机的受力状况；多台电动机驱动时，各驱动电动机之间应能做到功率平衡；对于长距离带式输送机，为满足检带和日常维修应能实现低速运行；因此大型带式输送机的驱动系统应具有较好的速度控制功能或可控启动功能。 以下是各种可控启动驱动装置的分析和对比： 直流拖动系统 直流拖动系统是采用直流电动机配以可控硅直流电源、闭环调速系统，具有很好的力矩-速度控制性能。可以实现带式输送机理想的软启动要求，达到速度可调及功率平衡。但直流系统比较复杂，维护量大，投资及日常维护费用高，因此使用较少。 CST
3、 可控驱动装置 CST 是美国道奇（DODGE）公司于 20 世纪 80 年代专门为带式输送机研制的一种机电液一体化的驱动系统。是针对大型带式输送机对驱动装置的各种要求研制的，在对大型带式输送机启动加速控制、减速停机控制、过载保护、多机驱动负载平衡控制等方面都具有很好的性能。 CST 系统优点有：（1）软启动性能好；（2）具有优良的调速性能；（3）运行可靠效率高；（4）功率平衡调节性能好；（5）容易控制。 但是 CST 有以下缺点：价格高、投资大、经济性差，复杂且维护困难，后期运行成本高。 调速型液力偶合器 与普通型及限矩型液力偶合器相比，调速型液力偶合器具有较好的力矩-速度控制性能，对多数大
4、型带式输送机来讲，其启动控制性能完全可以满足要求，而且价格低廉、操作及维护简单，在国内外大型带式输送机上得到了广泛的应用。 缺点是：效率低，正常工作时存在 3%的功率损耗。 液粘调速离合器 液粘调速离合器是利用液体粘性即油膜剪切力来传递力（或力矩） ，并能在有滑差的情况下长期稳定工作的一种可控启动装置。 液粘调速离合器除具有软启动、功率平衡、慢速运行、过载保护等功能外，与调速型液力偶合器相比还具有闭锁能力，实现主从动轴同步运行，传动效率较高。 变频调速驱动装置 变频调速存在着调速范围大、稳定性好、运行效率高、可实现恒转矩、又可实现恒功率调速等优点。 交直交电压型变频器的主回路由整流器、滤波器及
5、逆变器组成。只要改变电子元件的导通周期就可得到所需的交变电源频率，变频调速的基本原理就是根据电机转速与工作电源频率成正比的关系，通过改变电动机工作电源的频率来达到改变电机转速的目的。 二、自动张紧技术 张紧装置是带式输送机必不可少的重要组成部分，它的作用是保证输送带适当的张力、补偿输送带的弹性伸长和为输送带的重新接头提供必要的行程。对于通用带式输送机一般采用重锤张紧或固定绞车张紧装置。但对于大型带式输送机启制动时输送带张力的巨大变化、运行中动态特性的实时变化，都需要输送带能动态地自动张紧。 目前国内使用较好的是液压与绞车相结合的自动张紧装置，如 YZL液压绞车型和 DYL 液压缸型。国外的则有
6、澳大利亚 ACE 公司研制的 APW和 HDW 自动张紧装置。 1、APW 自动张紧装置 APW 绞车张紧装置由绞车、液压系统和电控部分组成。绞车主要由湿式盘形离合器、防反转湿式制动闸、减速器和绞车滚筒等组成。装在钢丝绳上的测力传感器可以读出输送带张力，由 PLC 控制其离合器和制动器来实现各个工作过程。激励离合器来实现紧带，激励制动器来松带。该装置具有快速的紧带和松带性能、反应敏捷、体积小、运行可靠、控制灵活、操作简单等优点。但成本高，维护复杂。 2、HDW 自动张紧装置 HDW 为变频张紧系统，所有的部件均为电气控制件，提供了一种全电气解决方案，解决了常规的液压张紧方案控制速度慢、零件磨损
7、严重的缺点。系统主要由电气控制系统、变频电动机和液压系统等组成，采用张力计直接测出绞车钢丝绳张力并读出输送带张力，通过调整电动机转速使钢丝绳卷筒的输出力矩产生变化从而对输送带的张力进行动态调节。设定有时间及顺序控制的控制器，可在需要时启动绞车驱动电动机，操作绞车制动器，并在整个启动程序结束后，将绞车张力调整至适合张力。该系统具有张力控制精准，动态反应速度快，维护操作方便的优点。 三、实时监控技术 大型带式输送机由于运行环境复杂，工作时间长，可能出现输送带跑偏、过速、断裂、纵撕、滚筒打滑、电动机过流和堆料等各种情况，且生产情况实时变化，因而需要对带式输送机进行实时监控。 带式输送机实时监控技术是
8、指利用计算机监控和总线传输系统，通过各种传感器将输送机的负载情况、输送带张力、电动机运转状态、液压系统压力等各种参数传送到井上控制中心，以便及时进行调整和故障排除。带式输送机动态监控技术的核心是现场总线技术，目前用于带式输送机动态监控的较成熟的现场总线技术有 EPA 和 CAN 等。 1、EPA EPA(EthernetforPlantAutomation)是 Ethernet、TCP/IP 等商用计算机通信领域的主流技术直接应用于工业控制现场设备间的通信，并在此基础上，建立的应用于工业现场设备间通信的开放网络通信平台。 这一项目的研究得到了中国“863”高科技研究与发展计划的支持。EPA 的
9、技术以其确定性通信、集成统一、互操作性、开放性、分层的安全策略以及支持冗余的特点，在工业控制中得到广泛应用，实现了从底层现场设备到上层控制层和管理层的统一，保证了数据的实时、稳定传输。2、CAN CAN(ControllerAreaNetwork)是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络，最早由德国 BOSCH 公司推出，广泛用于离散控制领域，其总线规范已被 ISO 国际标准组织制定为国际标准。CAN 有众多的优点：多主工作方式；短帧结构传输；非破坏性仲裁技术；节点在错误严重的情况下具有自动关闭总线的功能；实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低，有可靠的错误处理和检错机制等。
10、 四、输送带选型 输送带作为带式输送机的关键部件，其选型对于工程的投资有极大的影响。 输送带的安全系数 合理降低胶带的安全系数，可减轻输送带的重量，减小驱动功率，降低能耗，减小托辊的载荷，增加托辊的使用寿命，降低投资和运营费，提高输送机的经济效益。 输送带安全系数合理的选取应建立在对带式输送机进行正确动态分析的基础上，通过对输送带各点张力的精确计算，掌握输送带在最不利工况下的张力情况，从而合理选取输送带的安全系数，正确选择输送带的型号。 胶带强度要求 胶带的接头强度只能达到该胶带强度的 70%90%，胶带的最薄弱处就是它的接头，所以如何确定接头的最佳连接方法就成为提高胶带实际强度的关建。对胶带
11、的安全性，现主要基于四项不同的设计规范，即运行张力、起动张力、胶带延伸性和寿命的递减、接头动态效能的损失。对运行张力虽通常按最高张力条件确定，但由于造成接头疲劳的额定运行张力约占最高设计张力的 80%，故很难达到；对启动张力是一种不常出现的周期性条件，可根据停机和启动的频率来确定是否应视为持续起作用的疲劳因素；对胶带延伸应力和性能退化应该视为一种持续负荷加到运行数值中，由于利用新技术，胶带接头间的动态强度达到了一个新水平，现在钢绳的耐用性倒成了限制接头高效能的因素，橡胶性能的改进使无论何种强度的胶带均能获得效果良好的高效能接头。 结束语 随着带式输送机的发展，在带式输送机的设计和使用中肯定会出现更多的难题，但科技也在发展，通过带式输送机从业人员的不断努力，带式输送机必将在更多的领域得到广泛应用。 参考文献 1王志敏基于 CAN 总线的带式输送机监控系统的设计J煤矿机械，2012 2林福严，李凌风，张晓如，等煤矿带式输送机故障分析J矿山机械，2011. 3牟学鹏，邵军，衡军山带式输送机故障监控系统的设计与实现J矿山机械，2010. 4于励民，王得胜，刘钢华，等.带式输送机驱动原理与选型设计M.煤炭工业出版社，2003.
