0、引 言
隨著現代化大型煤礦礦井的發展，煤礦井下用
帶式輸送機在向大功率、大運量、長距離方向發展的同時，如何改善膠帶在啟動及運行過程中的狀態，即實現軟啟動與自動張緊，逐漸向智能化、自動化、人性化方向發展，提高產品使用性能，是目前煤礦井下用帶式輸送機的發展方向。
1、軟啟動
大型重載設備的軟啟動技術，一直是煤炭行業所關注的焦點。所謂軟啟動是指機械系統即使是在滿載的工況下也能按照比較理想的速度，逐步克服整個系統的慣性而平穩地啟動。就皮帶機而言，理想的啟動應滿足以下幾點要求：
(1)降低電機啟動電流和縮短啟動電流的沖擊時間，減少對其它在網電器設備的影響；
(2)保證在啟動過程中作用在機械設備上的啟動沖擊量最小，從而延長減速器，膠帶等關鍵部件的使用壽命：
(3)多驅動功率平衡；
(4)啟動過程可控。
理想的啟動速度裝置，應使帶式輸送機平穩啟動，且在整個啟動過程中加速度的最大值較小，沒有加速度突變，最大限度地減小啟動慣性力和啟動沖擊作用。
澳大利亞專家Harrsion提出的啟動速度曲線如圖1所示。
由于輸送機在啟動之前，輸送帶處于松弛狀態，為避免輸送帶的沖擊，將輸送帶拉緊啟動，可進一步改善啟動峰值張力作用。這樣，需要在啟動開始階段加入一段時間延遲段，Dodoge最佳起動曲線如圖3所示。延遲段的速度一般取設計帶速的10%。在延遲段內，下垂皮帶被張緊，延遲段結束后，按最小加速度或最小沖擊的方式完成輸送機的起動過程，從而最大程度地降低了膠帶輸送機的啟動張力。
長期以來，國內外的工程技術人員在機械、電機和電子、液力和液壓等多學科領域對軟啟動技術開展了深入和廣泛的研究，開發出了多種多樣的軟啟動裝置或設備，軟啟動技術也較以往有了突破性的進展，現將常用液力偶合器與目前先進的軟啟動裝置作介紹。
1.1調速型液力偶合器
目前國內煤礦井下用帶式輸送機常用的軟啟動裝置一般為調速型液力偶合器，液力偶合器是一種有著近百年歷史的液力傳動裝置，主要利用液力偶合器泵輪和渦輪之間的液體動壓將來自輸入軸的動力傳遞到輸出軸。調速型液力偶合器可通過調節工作腔液體的充滿度來改變輸出轉速和轉矩，具有一定的軟啟動功能和調速能力，但限于其傳動原理和結構，調速型液力偶合器在軟啟動的功能和性能上遠遠無法滿足要求。
(1)其輸出與輸人轉速之比通常不能高于97%，即無法實現輸入與輸出軸的同步運行，因而必然存在較大的功率損失，且發熱十分嚴重，顯著降低了傳動系統的效率。
(2)機的啟動電流仍然較大(5～8倍的額定電流）．因此電動機的啟動次數要受到嚴格限制，且其有效調速范圍較小，可控性也較差。
(3)其體積龐大，系統復雜，并且具有高速旋轉的大直徑部件，當其分別與電動機和減速器聯接之后，所占空間更大，往往難以滿足對安裝空間有一定限制的應用場合的安裝需求。
1.2 CST減速器
近年來，也有許多大型帶式輸送機采用進口CST減速器來實現軟啟動功能。CST減速器是靠液壓系統施加在線性濕式離合器反應盤系統的壓力使反應盤相互作用，其輸出力矩與液壓系統的壓力成正比。通過控制器設置所需要的加速度曲線和起動時間，設在輸出軸上的速度傳感器，檢測出轉速并反饋給控制系統，該速度信號將與控制系統設定的加速度曲線比較，其差值將用于調整反應盤壓力，從而確保實際啟動速度與設定啟動速度曲線一致，達到軟啟動功能。經實踐證明，CST減速器使用效果十分理想，其特點：
(1)降低膠帶基本張力。與傳統偶合器相比，可降低膠帶基本張力30%：
(2)提高傳動效率。與傳統偶合器相比，可提高傳動效率13%;
(3)加大膠帶的安全度。采用CST．膠帶可選用較小的安全系數，并可獲得較高的安全度。但其價格相對較貴，因而多在大型的帶式輸送機上使用。
1.3變頻調速軟啟動裝置
眾所周知，通過改變電動機輸入電源的頻率，從而改變電機轉速的調速方法稱為變頻調速。從技術的角度來看，電動機的變頻調速是實現大型機械設備軟啟動和無級調速的比較理想的方法之一。經過多年的發展，變頻軟啟動在低電壓、小功率方面應用非常成功，已被大家所接受，但在大功率、高電壓情況下由于不能解決變頻器的散熱問題和價格問題而受到限制，特別是在煤礦井下這種特殊環境下。山西晉城煤業集團采用熱管技術成功地解決了煤礦井下用大功率變頻器的散熱與隔爆等難題，相繼開發了200 kW、400 kW變頻軟啟動裝置。其啟動過程可按預先設定的啟動速度曲線運行，根據電機的負荷變化自行調整電機工作電壓和頻率，輸出恒定的轉矩，并實現功率平衡。該裝置具有工、變頻切換功能，當變頻器啟動運行到電機額定轉速時，變頻運行退出，切換到工頻運行，自身脫機。這樣不僅滿足了皮帶機的軟啟動特性要求，而且延長了變頻器中重要元件的使用壽命。其價格適中，性能較穩定，更適于國內大型帶式輸送機使用。
2、膠帶自動張緊裝置
帶式輸送機在啟（制）動過程中和正常運轉時由于輸送帶的粘彈特性與輸送量的變化，都會使輸送帶的張力發生變化，輸送帶的撓度也跟著發生變化。當撓度增大至一定值時，有可能喪失輸送帶與傳動滾筒保持正常傳動所需的張力比，導致輸送帶在傳動滾筒上打滑而不能啟（制）動與正常運轉。張緊裝置的主要作用，就是保證輸送帶有足夠的張力，防止出現打滑現象。自動張緊技術也是帶式輸送機的一項關鍵技術，它可大大提高輸送機運轉的可靠性。自動張緊裝置必須滿足以下技術要求：能隨著輸送帶張力變化而自動調節張力與張緊行程，始終保持輸送帶所規定的撓度；響應速度快。
目前在我國，大多數順槽帶式輸送機采用絞車張緊形式，由于固定絞車張緊裝置只能定期張緊輸送帶，其張緊裝置具有很大的局限性和弊端。因為其設計只是在靜態特性的基礎上實現各階段獨立的動態設計，即把整個張緊過程分為四個階段：啟動、運行、制動和停車，在每個階段中設置固定張力的限定范圍，只有在膠帶產生的張力超出限定范圍時，拉緊裝置調整，而不能對膠帶變化的張力進行及時調整，有一定的不合理性，這樣會導致膠帶張緊過大，應力疲勞，塑性變形，驅動電機功率消耗過大等問題，造成設備一次性投入和運行費用的巨大浪費和不安全因素，達不到真正的動態張緊效果，也不能與現在輸送機的動力學設計研究相匹配。而且輸送帶的張緊程度往往與操作者的經驗有關，經常出現張緊過大或過小，并且直接影響輸送機啟動的安全性，運行的平穩性，所以固定絞車張緊裝置對于大型的順槽帶式輸送機的安全及平穩運行極為不利。因此帶式輸送機的安全可靠經濟運行對張緊裝置提出了新的要求。
2.1液壓絞車自動拉緊裝置
液壓絞車自動拉緊裝置的工作原理為：由液壓系統油泵電機帶動絞車卷筒旋轉，通過鋼絲繩使膠帶張緊，當拉力達到正常啟動時的啟動張力時，帶式輸送機啟動并加速運行，在達到等速運行狀態后，張緊裝置使張力降低到正常運行所需值，同時制動液壓絞車以保持膠帶張力。如中國礦大可靠性研究所研發的液壓自動拉緊裝置，在運行過程中，其上裝有張力檢測裝置隨時監測膠帶的張緊力，從而實現張力的動態監控。一旦發現張緊力小于正常張力的0.95倍時，通過電器控制柜重新啟動液壓系統，增大膠帶張力至正常運行所需值。
2.2液壓自動拉緊裝置
液壓自動拉緊裝置主要由慢速絞車、液壓泵站、拉緊油缸、蓄能站、電控箱及附件等六大部分組成。該自動張緊裝置通常具有以下特點：張緊力可根據膠帶的需要任意調節，一旦調定即可按預定程序自動工作，以保證膠帶在理想狀態下工作；反應快，可根據需要及時響應；可實現自動監控。當皮帶運行過程中發生張力變化時，由控制器來控制相應動作，通過油缸活塞桿的運動來調節皮帶張力，從而適應負載隨時變化對張力的不同需求，使膠帶始終保有最合理的張力。
3、結語
煤礦井下用帶式輸送機對現代化的大型礦井特別是高產高效礦井起著舉足輕重的作用，選擇安全、可靠、合理的軟啟動與自動張緊裝置，將極大地改善煤礦井下用帶式輸送機上重要元器件如膠帶、滾筒等的受力情況，提高其使用性能及使用壽命，同時使得整機的自動化、智能化水平大大提高。
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