原创《刮板输送机驱动方式》
该文是刮板输送机自考开题报告范文跟刮板和输送机和驱动有关本科论文范文。
王 赟
（中国煤炭科工集团太原研究院有限公司,山西 太原 030006）
摘 要：阐述了刮板输送机驱动部在刮板输送机中的重要性,介绍了目前使用较多的刮板输送机驱动方式的结构特点、工作原理及优缺点,为用户合理选型提供了重要的参考.
关键词：刮板输送机；驱动方式；驱动保护装置；过载保护
中图分类号：TD634文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2017.05.101
刮板输送机机身小、运输能力大、适应性强,是井下工作面的主要运输设备.刮板输送机工作中不仅要克服刮板与溜槽的摩擦阻力,还要承受外在的不均匀负荷以及冲击载荷.刮板输送机驱动部是安装在刮板输送机机头（尾）的驱动装置,主要包括驱动电机、减速器、传动连接保护装置、链条张紧装置等.随着刮板输送机装机功率的不断加大,刮板输送机的启动问题、功率平衡问题和过载保护问题逐步凸显出来,而刮板输送机的软启动、功率均衡和过载保护在刮板输送机的正常运行中起着关键作用,为此,本文将对目前使用较多的刮板输送机的驱动方式进行逐一探讨,为用户提出合理的选型建议.
1 “电机+联轴器+简易传动保护装置”驱动方式
传统驱动方式是“电机+联轴器+简易传动保护装置”,这种驱动方式可以实现传动部的启停及过载保护.电机根据刮板输送机所需功率进行选型.联轴器按照电机输出轴和减速器输入轴的外形尺寸及二者传递扭矩的大小来确定.传动保护装置一般分为剪切销机械保护方式和驱动链轮限速保护方式.剪切销机械保护方式是将剪切销安装在电机和减速器中间联轴节上,当链条受到外界冲击别卡时,驱动系统负载增大,剪切销被剪断,驱动系统与链轮轴组件的动力被切断,从而保护驱动组件不被损坏；重新工作时再安装一个新的剪切销.剪切销材质、直径根据外界冲击载荷大小确定.该种方式只能进行简单的过载保护,不能实现软启动,仅适合于小功率、小运量的小型刮板输送机驱动保护.驱动链轮限速保护方式是将刮板输送机链轮额定功率工作时的转速设定到安装在链轮组件对面的速度传感器内,当链轮受到外界载荷导致转速下降至设定转速后,电机电源自动切断,刮板输送机停机进行检查,排除过载因素.这种方式可以即时保护传动部,但需要电机频繁启停,影响电机寿命.通常情况下,驱动链轮限速保护方式和剪切销机械保护方式一起使用.“电机+联轴器+简易传动保护装置”多应用于小型刮板输送机.
2 “电机+联轴器+液力耦合器”驱动方式
“电机+联轴器+液力耦合器”驱动方式中驱动电机和联轴器的选取方式同“电机+联轴器+简易传动保护装置”驱动方式一样,不同的是过载保护单元采用液力耦合器.液力耦合器是利用工作液作为介质（井下一般使用乳化液或水）,将原动机的动力传给从动机的机械装置.液力耦合器输入轴与输出轴之间没有刚性连接的机械构件,但当工作腔内装上一定量的工作液后,在液动力的作用下完成能量的传递任务.液力耦合器可以改善电机的启动性能,使电机轻载或空载启动,然后负载逐渐增加.液力耦合器具有过载保护作用,当工作液的温度升至额定值时,易熔塞融化,液体喷出,电机带着泵轮及外壳空转,起到保护电机的作用.液力耦合器的缺点是结构复杂、效率低,且喷液后容易烧伤工作人员、引发火灾.“电机+联轴器+液力耦合器”驱动方式多应用于中小型刮板输送机.
3 “电机+联轴器+限矩摩擦离合器”驱动方式
限矩摩擦离合器是用在电机和减速器之间的一种过载保护装置,在电机堵转时减速器、圆环链等传动件将承受由于转子制动产生的数倍于电机额定转矩的强烈冲击转矩.限矩摩擦离合器是由弹簧提供的压力将光盘和带衬面摩擦盘结合在一起的,光盘由金属制成,摩擦盘衬面的材料种类很多,可以粘、铆或烧结到金属盘上.打滑扭矩一般设置为电机最大扭矩的n倍,扭矩大小和摩擦片的直径、摩擦系数、弹簧压力成正比,具体数值可以通过调节弹簧垫片或更换弹簧的数量、种类来确定.当负载转矩突然增大并大于打滑扭矩时,摩擦盘开始打滑,从而实现过载保护,同时也保护了减速器、圆环链等传动部件的安全[1].这种方式的缺点是金属摩擦产生的火花很容易引起火灾,而且限矩摩擦离合器只能短时过载,一旦长期过载光盘和带衬面的摩擦盘容易粘连,导致保护作用失效；优点是结构简单,扭矩调节自由,使用过程中不用维护.“电机+联轴器+限矩摩擦离合器”驱动方式一般应用于中小型刮板输送机.
4 变频一体机驱动方式
变频一体机驱动方式是通过改变电机输出频率达来改变电机转速,最终达到改变电机输出扭矩的目的[2].变频一体机是电机和变频器一体化设计后的结合体,变频调速分为基频以下恒转矩调速和基频以上恒功率调速2种.当启动刮板输送机时,电机转速从0 m/s开始逐步增加,直至达到刮板输送机的启动扭矩后,刮板输送机启动.运行过程中,电机输出转速可以根据负载变化进行调整,起到节能减耗作用.变频一体机驱动方式可以达到刮板输送机变频调速和载荷均衡的效果,但该方式没有机械过载保护装置,一般需要增加限矩耦合器.变频一体机驱动方式通常应用于大、中型刮板输送机.
5 可控起动传输（CST）系统
可控起动传输（Controlled Start Tranission,CST）系统常用于煤矿井下运输设备,是机械、液压、液粘传动和微机控制技术的组合系统,主要由带有湿式制动离合器的多级齿轮变速器、包括高精度伺服阀在内的液压控制回路、冷却润滑系统以及监控监测系统组成,它的主机实体是一个装有湿式液粘摩擦离合器的齿轮变速器.在重载起动运输设备（如重型刮板输送机、长距离带式输送机）上采用CST系统能实现设备软启动、功率均衡及过载保护等重要功能,改善设备运转过程的动力特性,使设备始终处于良好运行状态,进而提高可靠性和使用寿命.CST系统的缺点是体积庞大、元部件精密程度高、井下维修保养较为困难[3].CST系统专用于大、中型刮板输送机.
6 阀控充液式液力耦合器方式
阀控充液式液力耦合器是电、液控制的一种液式液力耦合器驱动保护方式.它工作平稳,不需喷液,能够在空载情况下顺序启动电机,实现多电机负荷均衡和有效过载保护.阀控充液式液力耦合器通过压力传感器和温度传感器的输出信号控制耦合器上进出水阀的开启与关闭,不会因温度过高易熔塞熔化而发生喷液现象,极大地保证了人员的人身安全和刮板输送机的可靠性[4].阀控充液式液力耦合器可以解决刮板输送机的启动问题、功率平衡问题和过载保护,不足之处是开式水系统比较费水,闭式水循环系统水阀容易结垢.阀控充液式液力耦合器在大、中型刮板输送机上应用较为广泛.
7 结论
本文论述了刮板输送机的各种驱动方式,分析了各自的优缺点,用户可根据自身刮板输送机的使用工况并结合各种驱动方式的特点进行合理选取,以达到最好的使用效果.
刮板输送机论文参考资料：
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