⑴帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)測技術(shù)
長距離、大功率帶式輸送機的技術(shù)關(guān)鍵是動態(tài)設(shè)計與監(jiān)測,它是制約大型帶式輸送機發(fā)展的核心技術(shù)。目前我國用剛性理論來分析研究帶式輸送機并制訂計算方法和設(shè)計規(guī)范,設(shè)計中對輸送帶使用了很高的安全系統(tǒng)(一般取n=10左右),與實際情況相差很遠。實際上輸送帶是粘彈性體,長距離帶式輸送機其輸送帶對驅(qū)動裝置的起、制動力的動態(tài)響應(yīng)是一個非常復(fù)雜的過程,而不能簡單地用剛體力學(xué)來解釋和計算。已開發(fā)了帶式輸送機動態(tài)設(shè)計方法和應(yīng)用軟件,在大型輸送機上對輸送機的動張力進行動態(tài)分析與動態(tài)監(jiān)測,降低輸送帶的安全系統(tǒng),大大延長使用壽命,確保了輸送機運行的可靠性,從而使大型帶式輸送機的設(shè)計達到了最高水平(輸送帶安全系數(shù)n=5~6),并使輸送機的設(shè)備成本尤其是輸送帶成本大為降低。
⑵可靠的可控軟起動技術(shù)與功率均衡技術(shù)
長距離大運量帶式輸送機由于功率大、距離長且多機驅(qū)動,必須采用軟起動方式來降低輸送機制動張力,特別是多電機驅(qū)動時。為了減少對電網(wǎng)的沖擊,軟起動時應(yīng)有分時慢速起動;還要控制輸送機起動加速度0.3~0.1 m/s2,解決承載帶與驅(qū)動帶的帶速同步問題及輸送帶涌浪現(xiàn)象,減少對元部件的沖擊。由于制造誤差及電機特性誤差,各驅(qū)動點的功率會出現(xiàn)不均衡,一旦某個電機功率過大將會引起燒電機事故,因此,各電機之間的功率平衡應(yīng)加以控制,并提高平衡精度。國內(nèi)已大量應(yīng)用調(diào)速型液力偶合器來實現(xiàn)輸送機的軟起動與功率平衡,解決了長距離帶式輸送機的起動與功率平衡及同步性問題。但其調(diào)節(jié)精度及可靠性與國外相比還有一定差距。此外,長距離大功率帶式輸送機除了要求一個運煤帶速外,還需要一個驗帶的帶速,調(diào)速型液力偶合器雖然實現(xiàn)軟啟動與功率平衡,但還需研制適合長距離的無級液力調(diào)速裝置。當(dāng)單機功率>500 kW時,可控CST軟起動顯示出優(yōu)越性。由于可控軟起動是將行星齒輪減速器的內(nèi)齒圈與濕式磨擦離合器組合而成(即粘性傳動)。通過比例閥及控制系統(tǒng)來實現(xiàn)軟起動與功率平衡,其調(diào)節(jié)精度可達98% 以上。但價格昂貴,急需國產(chǎn)化。
3.2技術(shù)性能上差距
我國帶式輸送機的主要性能與參數(shù)已不能滿足高產(chǎn)高效礦井的需要,尤其是順槽可伸縮帶式輸送機的關(guān)鍵元部件及其功能如自移機尾、高效儲帶與張緊裝置等與國外有著很大差距。
⑴裝機功率 我國工作面順槽可伸縮帶式輸送機最大裝機功率為4×250 kW,國外產(chǎn)品可達4×970 kW,國產(chǎn)帶式輸送機的裝機功率約為國外產(chǎn)品的30%~40%,固定帶式輸送機的裝機功率相差更大。
⑵運輸能力 我國帶式輸送機最大運量為3000 t/h,國外已達5500 t/h。
⑶最大輸送帶寬度?我國帶式輸送機為1400 mm,國外最大為1830 mm。
⑷帶速 由于受托輥轉(zhuǎn)速的限制,我國帶式輸送機帶速為4m/s,國外為5m/s以上。
⑸工作面順槽運輸長度?我國為3000 m,國外為7300m。
⑹自移機尾 隨著高產(chǎn)高效工作面的不斷出現(xiàn),要求順槽可伸縮帶式輸送機機尾隨著工作面的快速推進而快速自移。國內(nèi)自移機尾主要依賴進口,主要有2種:(a)隨轉(zhuǎn)載機一起移動的由英國LONGWALL公司生產(chǎn)的自移機尾裝置。(b)德國DBT公司生產(chǎn)的自移機尾裝置。前者只有一個推進油缸,后者則有2個推進油缸。LONGWALL公司生產(chǎn)的自稱機尾用于在國內(nèi)帶寬1.2 m的輸送機上,缺點是自移機尾輸送帶的跑偏量太小,糾偏能力弱,剛性差。德國生產(chǎn)的自移機尾在國內(nèi)使用效果優(yōu)于前者,水平、垂直2個方向均有調(diào)偏油缸,糾偏能力強。因此,前者還需完善,后者則需研制。但對自移機尾的要求是共同的,既要滿足輸送機正常工作時防滑的要求,又要滿足在輸送機不停機的情況下實現(xiàn)快速自移。
⑺高效儲帶與張緊裝置 我國采用封閉式儲帶結(jié)構(gòu)和絞車紅緊為主,張緊小車易脫軌,輸送帶易跑偏,輸送帶伸縮時,托輥小車不自移,需人工推移,檢修麻煩。國外采用結(jié)構(gòu)先進的開放式儲帶裝置和高精度的大扭矩、大行程自動張緊設(shè)備,托輥小車能自動隨輸送帶伸縮到位。輸送帶有易跑偏,不會出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象。
⑻輸送機品種?機型品種少,功能單一,使用范圍受限,不能充分發(fā)揮其效能,如拓展運人、運料或雙向運輸?shù)裙δ?,做到一機多用;另外,我國煤礦的地質(zhì)條件差異很大,在運輸系統(tǒng)的布置上經(jīng)常會出現(xiàn)一些特殊要求,如彎曲、大傾角(>+25°)直至垂直提升等,應(yīng)開發(fā)特殊型專用機種帶式輸送機。
3.3 可靠性、壽命上的差距
⑴輸送帶抗拉強度?我國生產(chǎn)的織物整芯阻燃輸送帶最高為2500 N/mm,國外為3150 N/mm。鋼絲繩芯阻燃輸送帶最高為4000 N/mm,國外為7000 N/mm。
⑵輸送帶接頭強度 我國輸送帶接頭強度為母帶的50%~65%,國外達母帶的70%~75%。
⑶托輥壽命 我國現(xiàn)有的托輥技術(shù)與國外比較,壽命短、速度低、阻力大,而美國等使用的新型注油托輥,其運行阻力小,軸承采用稀油潤滑,大大地提高了托輥的使用壽命,并可作為高速托輥應(yīng)用于帶式輸送機上,使用面廣,經(jīng)濟效益顯著。我國輸送機托輥壽命為2萬h,國外托輥壽命5~9萬h,國產(chǎn)托輥壽命僅為國外產(chǎn)品的30%~40%。
⑷輸送機減速器壽命 我國輸送機減速器壽命2萬h,國外減速器壽命7萬h。
⑸帶式輸送機上下運行時可靠性差
3.4?控制系統(tǒng)上差距
⑴驅(qū)動方式 我國為調(diào)速型液力偶合器和硬齒面減速器,國外傳動方式多樣,如BOSS系統(tǒng)、CST可控傳動系統(tǒng)等,控制精度較高。
⑵監(jiān)控裝置 國外輸送機已采用高檔可編程序控制器PLC,開發(fā)了先進的程序軟伯與綜合電源繼電器控制技術(shù)以及數(shù)據(jù)采信、處理、存儲、傳輸、故障診斷與查詢等完整自動監(jiān)控系統(tǒng)。我國輸送機僅采用了中檔可編程序控制器來控制輸送機的啟動、正常運行、停機等工作過程。雖然能與可控啟(制)支裝置配合使用,達到可控啟(制)動、帶速同步、功率平衡等功能,但沒有自動臨近裝置,沒有故障診斷與查詢等。
⑶輸送機保護裝置 國外帶式輸送機除安裝防止輸送帶跑偏、打滑、撕裂、過滿堵塞、自動灑水降塵等保護裝置外,近年又開發(fā)了很多新型監(jiān)測裝置:傳動滾筒、變向滾筒及托輥組的溫度監(jiān)測系統(tǒng);煙霧報警及自動消防滅火裝置;纖維織輸送帶縱撕裂及接頭監(jiān)測系統(tǒng);防爆電子輸送帶秤自動計量系統(tǒng)。這些新型保護系統(tǒng)我國基本處于空白。而我國現(xiàn)有的打滑、堆煤、溜煤眼滿倉保護,防跑偏、超溫灑水,煙霧報警裝置的可靠性、靈敏性、壽命都較低。
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