大功率下運帶式輸送機驅(qū)動和制動裝置的選擇

大功率下運帶式輸送機驅(qū)動和制動裝置的選擇

1裝置和制動裝置影響性能的主要因素是軟開關(guān)和可控制開關(guān)的選擇和控制方法。根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)用，主要包括以下：。(1)對于小功率帶式輸送機,由于其輸送帶空載時負載較小,電動機和減速機之間不設(shè)軟起動裝置,空載時直接起動電動機;有載時靠輸送帶帶動電機下滑,當(dāng)接近電動機同步轉(zhuǎn)速時控制電動機同步投入。這種控制方式將造成輸送帶空載時電動機帶載起動,對機械設(shè)備的沖擊很大,影響設(shè)備使用壽命。(2)對于功率較大輸送機,采用軟起動裝置。在現(xiàn)場應(yīng)用較多的軟起動裝置主要是液力軟起動器,主要有限矩型液力耦合器和調(diào)速型液力耦合器,限矩型液力耦合器,當(dāng)輸出轉(zhuǎn)矩超過額定值時輸入和輸出軸間將出現(xiàn)打滑,限制輸出轉(zhuǎn)矩的升高,用于下運帶式輸送機將造成帶式輸送機重載時產(chǎn)生超速甚至飛車,在帶式輸送機經(jīng)常重載運行的情況下是不合理的。調(diào)速型液力耦合器主要是通過控制勺桿的移動來控制耦合器型腔內(nèi)部的充液量來改變輸出轉(zhuǎn)矩。但是液力耦合器的響應(yīng)速度較慢,且額定運行時不能實現(xiàn)輸入輸出軸的閉鎖,當(dāng)帶式輸送機滿載起動時經(jīng)常出現(xiàn)超速甚至飛車事故,存在較大的安全隱患。變頻裝置具有良好的性能,調(diào)速范圍寬,精度高,但是由于變頻裝置維護要求高,價格昂貴,尤其是高壓大功率防爆變頻裝置在井下應(yīng)用并不成熟,大功率變頻裝置應(yīng)用于井下還比較少見。液體黏性軟起動裝置是依靠油膜的剪切傳遞轉(zhuǎn)矩,其調(diào)速范圍寬,響應(yīng)速度快,可以實現(xiàn)1∶1傳動,是非常理想的應(yīng)用于帶式輸送機類恒轉(zhuǎn)矩負載的軟起動產(chǎn)品。(3)制動裝置主要有液力制動器和盤式制動器2種。液力制動器又稱液力減速器,是將泵輪固定,渦輪通過減速裝置與滾筒輸出軸相連接,渦輪在滾筒的帶動下旋轉(zhuǎn),型腔內(nèi)部液體動量矩的改變產(chǎn)生制動力矩,但此種方式當(dāng)輸送帶轉(zhuǎn)速較低時,所產(chǎn)生的制動力矩下降迅速,不能起到定車作用,必須加推桿制動器等輔助制動裝置。而且當(dāng)長時間制動時將造成制動裝置較大的溫升,需要增加冷卻裝置。盤式制動器是依靠油壓松閘,彈簧加載產(chǎn)生制動力矩的常閉制動裝置。它具有制動力矩大、可調(diào)、動作靈敏、散熱性好、使用和維護方便等優(yōu)點,是具有較大發(fā)展前途的一種制動方式。2具有特定的質(zhì)量控制和保護特點(1)物料滑動,改變用藥副下運帶式輸送機在帶載停車過程中,如制動減速度過大將會引起物料與輸送帶之間的滑動、塊狀物料滾動,嚴(yán)重時輸送帶和傳動滾筒將發(fā)生打滑以至飛車,后果是嚴(yán)重的。因此,對下運帶式輸送機的停車減速度限定在0.1～0.3m/s2。(2)帶載行政量,造成帶載風(fēng)當(dāng)下運帶式輸送機在帶載工況下起動時,如果一開始就給電動機送電,則系統(tǒng)阻力矩與電動機輸出力矩是同向的,輸送帶將在2個力矩的共同作用下起動,結(jié)果可能使加速度很大,為了使起動平穩(wěn),減小沖擊,不能給電動機立即送電,而讓輸送機在制動器的作用下制動下滑,隨著制動力矩的減小,輸送帶速度逐漸增加,待電動機轉(zhuǎn)速達到同步轉(zhuǎn)速時將電動機投入電網(wǎng)。同步投入轉(zhuǎn)速整定應(yīng)留有一定的提前量。當(dāng)下運帶式輸送機帶載停車時,如果馬上停掉主電機,帶式輸送機失去制動力,將在負載的牽引下加速下滑,由于盤式制動器的閘皮和制動盤之間存在1～1.5mm的空行程,制動器不能立刻起動制動作用,將造成輸送機的超速,增加了制動距離。因此,必須先進行制動,使帶式輸送機在電動機和制動器的聯(lián)合作用下減速,當(dāng)電機轉(zhuǎn)速小于同步轉(zhuǎn)速時,停止主電機,再通過制動器對帶式輸送機進行制動。(3)電機轉(zhuǎn)速全松閘當(dāng)輸送機空載或輕載起動時,在制動器處于全松閘時,電動機的轉(zhuǎn)速在一定時間內(nèi)達不到同步投入轉(zhuǎn)速或者較低,這時需要起動電動機帶動輸送帶起動。(4)機的機械特性下運帶式輸送機的電動機通常工作于發(fā)電制動狀態(tài),由籠型三相異步電動機的機械特性可知,當(dāng)負載力矩超過電動機的最大發(fā)電制動力矩時,電動機的轉(zhuǎn)速上升,制動力矩下降,以致發(fā)生飛車事故。因此要求保護系統(tǒng)必須有電機轉(zhuǎn)速檢測回路,把電機超速分為2個級別,即超速Ⅰ和超速Ⅱ。加載或減載電機當(dāng)輸送機上的載荷超過額定負載一定量時,電機轉(zhuǎn)速增加,此時應(yīng)停止向輸送機加載或減載,因為電機潛在著嚴(yán)重的超速危險。在停止或減少加載后,轉(zhuǎn)速將下降,待轉(zhuǎn)速恢復(fù)正常后又可以繼續(xù)加載。把停止或減少向輸送機加載對應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱為超速Ⅰ。停車信號當(dāng)輸送機上的載荷使電動機的轉(zhuǎn)速接近于發(fā)電制動臨界轉(zhuǎn)速時,說明系統(tǒng)處于嚴(yán)重的超載工況,停止加載已無法解決,應(yīng)立即發(fā)出停車信號,此工況下,對應(yīng)的電機轉(zhuǎn)速叫超速Ⅱ。(5)動區(qū)域內(nèi)滑動的表面線速度下運帶式輸送機打滑保護分為2種情況:它主要是由于輸送帶與驅(qū)動滾筒間的摩擦系數(shù)降低或超載,歐拉摩擦條件破壞,輸送帶與驅(qū)動滾筒間產(chǎn)生相對滑動,并且?guī)俑哂隍?qū)動滾筒的表面線速度,該打滑即為打滑Ⅰ。此種打滑如不解除,不僅造成帶的磨損,更嚴(yán)重的是由于摩擦發(fā)熱可能導(dǎo)致帶的燃燒和引起瓦斯、煤塵的爆炸。一般如超過額定帶速的10%左右,便發(fā)出信號,解除這種打滑的方法是停止加載或減載。所謂打滑Ⅱ保護是由于運行中的輸送帶被某物擠住,其速度低于額定速度而產(chǎn)生打滑現(xiàn)象。此種打滑現(xiàn)象不僅可能產(chǎn)生如同打滑Ⅰ時的后果,而且還可能造成撕帶等事故,故要求檢測系統(tǒng)能檢測帶速,當(dāng)帶速低至額定轉(zhuǎn)速的70%左右時,發(fā)出打滑Ⅱ信號,此時輸送機制動停車。3由下式客運輸機系統(tǒng)組成3.1帶主電機和帶機中的控制應(yīng)用程序驅(qū)動系統(tǒng)主要由10kV的高壓電機、液黏軟起動裝置、減速機等組成。3臺液黏軟起動裝置按照2∶1的方式安裝,液黏軟啟動裝置可以實現(xiàn)主電機的控制起動和帶式輸送機的無極調(diào)速,關(guān)鍵是按一定的規(guī)律控制軟起動裝置液壓站的控制油壓可以使帶式輸送機實現(xiàn)各種曲線的起動特性。制動系統(tǒng)由盤式制動裝置組成,安裝在機頭改向滾筒上,其制動力矩由制動器液壓站上的制動油壓比例閥進行調(diào)節(jié),制動力矩的大小與油壓的大小成反比。3.2plc控制系統(tǒng)電氣部分主要由PLC控制箱、操作臺、高壓電機開關(guān)、控制泵電機開關(guān)、潤滑泵電機開關(guān)、帶速傳感器、電機轉(zhuǎn)速傳感器、控制油壓傳感器、主電機電流傳感器以及帶式輸送機綜保裝置組成。潤滑泵主要是供給軟起動裝置充足的潤滑油,以起到冷卻潤滑和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用,控制泵用于供給軟起動的活塞合適壓力的控制油,以控制摩擦片間的間隙。PLC控制箱內(nèi)部裝有電源、S7-200PLC等,PLC作為控制核心可以實現(xiàn)對各高壓和低壓電機的控制以及檢測系統(tǒng)運行狀態(tài)進行顯示和故障處理等。通過改變1～3號控制油壓比例閥的控制電流可以使控制油壓在0.3～2MPa實現(xiàn)按比例輸出,以控制帶式輸送機的轉(zhuǎn)速。通過改變制動油壓比例閥的控制電流可以使制動油壓在0.5～10MPa按比例輸出,以控制制動器的制動減速度。通過檢測控制油壓和主電機電流可以實現(xiàn)控制油壓的PID控制和各驅(qū)動電機的功率平衡,功率平衡精度可達5%左右。4抗制起車過程下運帶式輸送機的特點是帶式輸送機在額定工況下處于發(fā)電運行狀態(tài),電動機在系統(tǒng)中對帶式輸送機起制動作用。帶式輸送機在運行時存在各種工況,如空載運行、小載荷運行、額定載荷運行以及重載運行等,因此,關(guān)鍵在于正確判斷帶式輸送機的運行狀態(tài)。在本系統(tǒng)中,在起車過程中通過檢測帶速來判斷帶式輸送機的帶載情況以決定起動方式,在停車過程中通過檢測電機轉(zhuǎn)速來判斷輸送帶是發(fā)電運行還是電動運行以采用不同的停車控制方式。圖1為起車過程流程圖,當(dāng)起車信號發(fā)出后,若不存在故障,則分時空載起動主電機,然后開潤滑泵和制動泵,控制制動油壓上升使閘緩慢打開,同時檢測帶速,若閘開后帶速還小于額定帶速的10%,則說明是空載或者載荷較小,這時應(yīng)緩慢增加控制油壓使輸送機按設(shè)定的起動曲線加速。反之則說明輸送帶上載荷較大,則應(yīng)使輸送帶在載荷的帶動下加速下滑,當(dāng)帶速大于80%的額定帶速后則開控制泵后迅速使軟起動摩擦片結(jié)合,使主電機的制動