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带式输送机常用软启动系统使用效果评价
发布时间：2013-07-11 07:52 来源：未知
大型带式输送机的启动，应使启动加速度保持在允许范围内。运距越长、带速越高、输送量越大，启动时间就越长。假如没有足够的启动时间，就会使输送带与传动滚筒之间不能保持正常传动所需的张力比。随着输送机运距越来越长和运量越来越大，目前已经普遍采用多点驱动。多台电动机同时启动方式，因而更需要对启动时间加以控制。由于可控启动时要求输送带张力波动极小，启动平稳。故必须采用合理的软启动技术，它可以降低输送带动张力、减小许用安全系数、降低对输送带的强度要求，并可提高系统的可靠性，延长输送带以及其他关键部件的使用寿命。
目前常用的软启动技术主要是采用电动机软启动、液体粘性调速软启动和液力调速软启动技术三类。电机变频软启动成本较高，主要设备仍需依赖进口，故较少使用。本文主要对液力偶合器、调速型液力偶合器、CST作一对比分析。
纳林庙二矿隶属于内蒙古伊泰集团。是由煤科总院北京天地华泰采矿工程技术有限公司与伊泰煤炭股份有限公司合作运营的大型现代化矿井，综采工作面采高5.3 m，2008年年产原煤580万t。该工作面顺槽选用SSJ-1200/3×315 +2×315型可伸缩带式输送机。目前开采的621-12工作面，顺槽及主井输送带采用的是CST软启动装置，大巷采用调速型液力偶合器。现分别针对其各自的结构特点，对其使用效果作一评述。
1、液力偶合器
(1)结构及基本工作原理（见图1）
液力偶合器一般由泵轮、泵轮轴、涡轮、涡轮轴和旋转外壳等主要部件组成。泵轮和涡轮对称布置，两轮间保持一定的间隙，两叶轮的几何形状相同。其工作原理是：依靠工作液体在叶轮中的动能来传递动力，由液力元件的泵轮将输入的机械能转化为液体动能，涡轮则把液体动能还原为机械能。工作时通过导管向腔体内充油，当输入轴带动泵轮旋转时，进入泵轮的工作油在叶片的带动下，因离心力作用由泵轮内侧流向外缘，形成高压高速液流，冲击涡轮叶片，使涡轮与泵轮同向旋转，工作油在涡轮中由外缘流向内侧，流动过程中减压、减速、输出机械能，从而完成功率的传递。
(2)使用效果
与机械联轴装置相比，液力偶合器传动介质为液体，可以隔离振动，减缓冲击，实现软启动，但使用中缺点比较明显：
1)易熔塞容易损坏。当油温升高到一定值时，易熔塞会自动熔化以�；づ己掀�，在大运量的条件下，这种故障极易出现。
2)危险性高。一旦易熔塞损坏时会发生热油飞溅，对现场操作人员安全隐患大。
3)易熔塞频繁更换造成油品大量浪费，增加了成本。
4)液力偶合器，没有调速装置，启动速度快，安全性低，对电动机冲击大，影响电动机使用寿命。
故障统计：
液力偶合器在纳二矿使用过程中易熔塞故障率较高。
故障频率为1—2个月发生一次。621-03工作面，推进长度2 900 m，7个月回采完成，共发生4次易熔塞损坏故障，因更换不易，故障发生后更换时间长达6~8h，影响生产时间较长。
2、调速型液力偶合器（见图2）
(1)结构及基本工作原理
纳二矿使用的调速型液力偶合器型号为YOTcs650B。
YOT系列调速型液力偶合器是一种以液体为介质传递功率并实现无级调速的液体联轴装置。通过改变液力偶合器工作腔内工作油的充满度、就可在输入轴转速不变的情况下无级地改变输出轴的转速。工作油的充满度是通过导流管来调节的，当导管伸人旋转着的油环时就可把油从导管腔内引出，并把油液排入箱体底部，供循环使用；反之，导管缩回时，油环厚度增加，工作腔内就保持较多的油液。利用外部控制装置使导管腔在“充满”和“抽空”两种状态之间进行调节，即可实现输出轴的无极调速。该系列偶合器是采用电动执行器作为执行元件来拉动导流管实现无级调速的。
(2)使用效果
优点：
1)结构简单，性能稳定，能满足带式输送机软启动的要求。
2)与液力偶合器相比，调速型液力偶合器可以在电动机转速不变的情况下连续无级调节被驱动机械的转速；具有过载�；さ男阅埽荒苁沟缍赵仄舳�，且不必选择功率余量大的电动机等，电网负荷的波动小；启动慢、安全、可靠性高。
3)没有电控系统，故障率低。
4)结构整体性强，主要由箱体、旋转组件、供油组件、排油组件、导管操纵机构、仪表装置、冷却器等大的结构件组成，对井下环境的适应性强，易于维护保养。
5)换油频率低，周期长。一般运转3000 h，才须对工作油的油品进行检查。平时维护只需要定期更换吸油过滤器（滤芯），并使油箱内油位保持在最高油位与最低油位之间即可。
缺点：
1)安装精度高。电动机、偶合器、减速箱同心度精度要求严格，若三者之间找正不良，导致轴承损坏。在混凝土基础上还需增设电动机、偶合器、减速箱整体刚架基础，并进行二次浇注。
2)由于整体结构都内置于箱体中，检修不易。
故障统计：
调速型液力偶合器目前主要用于621-12工作面1#和2#主运大巷带式输送机上，生产4个月以来没出过问题，可靠性较高。
3、软启动装置
(1)结构及基本工作原理
可控起动传输装置( CST)是一个由多级齿轮减速器加上湿式离合器及液压控制组成的系统。CST是利用油膜的动力黏性，通过调节离合片之间的油压来调节输出轴的转速，达到输送机的软启动。CST的输出扭矩是由液压控制系统控制的，它随着离合器上所加的液压压力而变化。
CST的特点：软连接、可控软起动（停车）、无级调速；完善的多点驱动功率平衡解决方案；可实现主电动机空载起动，能有效地降低起动电流；集机电控于一体，具有完善的智能故障自诊断功能；输送带机使用寿命长，运行效率高；控制系统开放，易于实现数据共享和网络化，便于整体矿山自动化系统的集成。
CST的主要结构包括齿轮减速器、冷却系统、液压系统和基于可编程控制器（PLC）的控制装置�；赑LC的控制系统可对每台CST装置进行监视、控制和操作，并提供用户接口。
(2)使用效果
优点：
1)智能化较高、有汉化显示屏，检测齐全，保护齐全，并且能显示说明故障点，可以使维修人员迅速找到故障位置。
2)启动安全，对设备损耗小，启动速度慢，安全性高，并且速度可调，可以设置，有效延长了电动机的使用寿命。
3)采用外部冷却系统（循环泵，冷却风扇），并采用温度传感器自动检测，冷却效果好。
缺点：
1)对环境要求苛刻，一旦液压油中进入尘粒、赃物或其他固体颗粒，堵塞过滤器在过滤器两端产生压差，会造成冷却流量低而�；�。当过滤器上的指示器游标指向红色时必须更换过滤器，以防止轴承磨损、控制系统泵或阀的损坏，降低控制阀的压力范围。电气控制部件应尽量不要在带有灰尘、油污、潮湿和腐蚀性空气的环境中工作。控制器外壳应保持干净，门盖必须严密关闭，门盖的衬垫和卡子必须拧紧防止水和脏物进入。
2)设备占用空间大，每台CST都需配置独立的冷却系统，维护量大。
3)安装精度要求较高，驱动电动机、联轴器和CST的同轴度以及CST和滚筒的同轴度都必须保证精度，要求安装基础必须平整，井下环境差、空间小，不适合采用CST启动装置。
故障统计：
纳二矿621-12工作面顺槽带式输送机采用CST驱动，故障率约为半个月发生一次，影响时间平均为2h，主要故障为过滤器堵塞，造成�；�。
井下使用过程中，由于同轴度差造成冷却泵电动机损坏，4个月坏了两次，每次更换影响生产2—4h。地面使用效果较好。
4、结语
CST对环境要求比较高，适用于在地面使用；液力偶合器安全性差；调速型液力偶合器对环境适应性较强，性能稳定，启动安全。从使用角度和经济角度综合分析，建议井下带式输送机软启动装置采用调速型液力偶合器，不仅技术可行，而且经济合理、操作维护简便。
