1、引言
在现代散装物料的连续输送中，
带式输送机是主要的运输设备，使用范围相当广泛，具有运输成本低、运量大、无地形限制及维护简便等优势，在采矿、冶金、港口、码头等工况企业越来越显现其重要的作用，并且随着现代工业规模的扩大和技术的发展，带式输送机也随之向长距离、大运量、大型化方向发展，尤其在煤炭等采矿业的散装物料输送中有着极其广泛的应用前景。
2、大型带式输送机的发展概况
长距离、大运量、总装机功率在1000 kW以上，带速在4 m/s以上的带式输送机，称之为大型带式输送机。我国从80年代起开始研制大型带式输送机，至今已有许多台机长超过3 000 m、运量在2 000t/h以上的大型带式输送机投入运行。如金山石化总厂使用的2条单机长度为1658 m的带式输送机、马钢使用的长2 500 m高炉上料带式输送机等。沈阳矿山机械厂研制的大型带式输送机，其单机长度达4 602 m．最高带速5.85 m/s，最大运量7 800 Uh。1991年，焦作起重运输机械厂与美国RE&C公司合作生产了大型带式输送机，单机长l 250 m，采用了国际上最先进的CST驱动技术。1996年，元宝山露天矿使用的带式输送机总长17 km，总驱动功率36 130 kW，是我国露天矿连续开采最大的带式输送机。近年来国内对大型带式输送机的动态问题及可控软起动装置进行了大量的研究探索，并取得了进展，已采用带式输送机的有限元动力学模型对大型带式输送机的起运过程进行仿真研究，研制了一些适合大型输送机重载起动和传动的可控软起动传动装置。
国外大型输送机开发始于70年代，并应用了带式输送机的动力学原理，采用动态分析的手段，对静态设计的结果进行改进，目前已开发了带式输送机的动态设计软件，如美国、澳大利亚等，对输送机的动张力进行动态分析与动态跟踪，并研制出相应的可调速功率的平衡系统与监控系统，减轻动载对元件的冲击，延长其使用寿命，使输送带的安全系数大大降低（n≤4.5），因而投资成本也低。输送机的功率、输送能力、输送距离、带速等均超过国内的大型带式输送机，如美国凯威特矿用18台输送机组成了145 km的输送线，日本叶山石灰石矿长距离带式输送机单机长度达14.089km，澳大利亚博了顿矿使用的带式输送机单机长度达到30.4 km，是世界上单机最长的输送机。近几年带式输送机的发展更趋大型化，露天矿带速已用到6.3 -8 m/s，英国塞尔的带式输送机已采用10 m/s的带速。
3、大型带式输送机的驱动装置
大型带式输送机的开发存在2个关键问题，一是带式输送机的起动控制问题，二是带式输送机的输出功率控制问题。实际使用中，输送带是粘性弹性体，长距离带式输送机的输送带对驱动装置起动制动的动态响应是一个非常复杂的过程，由于其重负及惯性的影响，起动不平稳，起动电流对电网的冲击较大，且在制动力、惯性力的瞬间作用下产生的应力变化相当大，瞬时变化引起各承载件的动载荷变化，会加速托辊的损坏，缩短输送带的使用寿命。因此，近年来对大型带式输送机的研制，除了提高输送带的强度外，主要是研制大型带式输送机的控制传动装置。由于国内在设计大型带式输送机时仍按刚体力学来分析和计算，对输送带的安全系数选用很高，一般取n=10左右，投资成本大，且与实际情况相差较远，尚不能满足使用要求。目前，现行的大型带式输送机的驱动装置主要有：直流电机驱动装置、变频调速装置、可控硅电动机调速装置、鼠笼式感应电动机配限矩型液力偶合器或调速型液力偶合器、液体粘性传动调速装置、CST可控驱动系统等几种。
(1)直流电动机驱动装置 直流电动机驱动装置调速范围广，调节平滑，过载、起动、制动力矩大，易于控制，可靠性高，调速时能耗较少，但造价很高，且有电刷和整流子，维护量大，采用较少。
(2)变频调速装置 变频调速是通过改变定子的供电频率以改变电机的转速来实现的，调速范围广，精度高，但要相应解决电气上带来的一系列问题，电路系统比较复杂，且维修困难，造价较高，因此采用并不普遍。
(3)可控硅电动机调速装置 可控硅电动机调速装置驱动方式是将可控硅组件装在电动机上，利用相位载波方式实现正反转运行、功率调节和可控起动，功率调节范围一般在150一200 kW。
(4)鼠笼式感应电动机配限矩型液力偶合器或调速型液力偶合器 液力偶合器具有过载�；ぷ饔�，能改善电动机的起动工况，清除工作机构的冲击和振动现象，减轻系统的动载荷，并使多电机传动的负荷分配趋于均衡，实现带式输送机的软起动与功率平衡，解决了同步性问题。并且价格低廉，性价比较高，国内大型带式输送机比较多地应用这种控制驱动方式。但限矩型液力偶合器仅有缓冲作用，只能起到“软”起动作用，不能实现可控传动。虽然调速型液力偶合器能够实现可控传动，但其传动效率低，在稳定工作条件下也有3%的滑差损失，而且当单机功率大于500 kW时，调速型液力偶合器则不能满足工况要求。
(5)液体粘性传动调速装置 液体粘性传动技术是国外70年代发展起来的一种新型传动技术，是粘滞离合器通过改变离合片的间距达到改变粘性液体间的剪切力来改变传递力矩。液体粘性调速器配以鼠笼式感应电动机，组成液粘软起动装置作为驱动系统，能够实现带式输送机的满速、满载、平稳起动、使多台电机的负载平衡，降低对电气及其他元部件的技术要求，提高大型带式输送机的可靠性和使用寿命，具有明显的经济效益。液体粘性传动调速装置在结构上与CST传动系统有些相似，但由于其装在高速轴上，离合片之间的液流是紊流，呈现非线性，故而不能精确控制输送机的运行状态。
(6)CST可控驱动系统CST可控软起动传动装置是一种典型的机电一体化高技术产品，首先是由美国Rockwell Automation/Dodge公司专门为带式输送机研制的一种驱动系统。CST装置由行星齿轮减速器、线性湿式摩擦离合器、液压系统和控制系统组成，通过比例阀及控制系统来实现软起动与功率平衡，是集减速、离合、调速于一体的传动装置。因为CST的力矩控制器装在低速轴上，离合片之间的液流是层流，呈线性特性，因而控制精确。、但是，由于CST系统复杂，价格昂贵，使用维护要求高等原因，国内使用尚不普遍。
4、结语
国外大型带式输送机的设计技术已达到很高的水平，已有专用的带式输送机动态设计软件，输送机制造成本较低。国内对大型输送机的动态分析和设计尚处于研究探索阶段，大型带式输送机的设计仍按刚性理论来分析研究，不但制造成本高，而且不能满足实际使用的需要。因此制造大型带式输送机需要进行动态分析和动态设计，才能设计出既安全可靠、成本又低的输送设备。由此可见，带式输送机的动态问题直接关系到输送机的设计制造技术水平。
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