矿用刮板输送机的研究现状及发展趋势概述

中国矿业大学矿用刮板输送机机电一体化技术简介中国矿业大学Contents刮板输送机工作原理及结构概述1国内外研究现状2机电一体化技术简介3总结4中国矿业大学刮板输送机在综采工作面中的作用担当着运煤的作用采煤机的运行轨道液压支架的推移支点悬挂电缆、水管中国矿业大学工作原理以挠性体（刮板链）作为牵引机构，溜槽为承载机构刮板链由机头链轮带动在上、下溜槽中作无极闭合循环运动，将装在溜槽上的货载拉到机头处卸载中国矿业大学结构1-电动机2-液力耦合器3-减速器4-机尾5-机尾过渡槽6-中部槽7-机头过渡槽机头部中间部机尾部中国矿业大学刮板输送机的类型1边双链：适用不同煤质条件，但两链受力不均，刮板易倾斜，弯曲性能差2中双链：链条受力均匀，弯曲性能好，使用性能较好3单链：结构简单，受力均匀，事故少，摩擦阻力小，弯曲性能好，但预张力较大按链条数目分中国矿业大学刮板输送机的类型端卸式：需要一定的卸载高度，易回煤，堵塞，造成电机功率浪费，煤的二次破碎严重，粉煤多按卸载方式分侧卸式：结构紧凑，占用空间小，转载煤炭落差小，煤粉少，回煤量少，底链阻力小，输送机及转载机整体推移中国矿业大学交叉侧卸式刮板输送机示意图输送机转载机弧形板输送机电机中国矿业大学交叉侧卸式输送机与转载机链条交错图输送机机头上槽的煤通过弧形板转卸入转载机上槽输送机下链带回的煤落入转载机下槽，由转载机下链带到机尾轮后翻到上槽运走。中国矿业大学国内外研究现状我国刮板输送机，自上世纪70年代中期开发以来取得长足进步，但与国外相比，仍存在较大差距：整机性能落后输送能力相对较低，事故率高使用寿命短关键零部件（如圆环链、中部槽）寿命短，可靠性低，材料依靠进口自动化程度不高工况监测、软启动、过载保护、链条张力调节、机身自动调直中国矿业大学机电一体化技术简介运行工况监测断链保护装置链条张力自动调节软启动技术机身自动调直机电一体化技术中国矿业大学运行工况监测电动机电压、电流、功率、温度、转速减速器油温、油位、油质、输入/输出轴温度、冷却水流量及温度链条断链监测、链条张力刮板输送机关键部件运行工况的监测，可以为故障诊断提供依据，使排除故障的时间尽可能的减少，在一定程度上减少损失中国矿业大学断链监测断链事故是矿用刮板输送机发生比较频繁、危害性较大的事故。链条的正常工作是输送机运输煤炭的保证，断链事故的发生，严重制约了出煤系统的正常运行矿用刮板输送机断链事故如何及时的检测和保护，在我国几乎还是空白；在结构紧凑、配合紧密的刮板输送机上安装保护装置是煤矿安全生产中存在的重大问题中国矿业大学断链保护装置1刮板链中部槽槽帮弹簧钢片顶销限位螺钉弹簧套筒触点触点（接近开关）弹簧安装在刮板链最大受力点后方3-4m处观察溜槽上，水平方向上与底链中心线相同高度开三个孔中国矿业大学断链保护装置2刮板拨动齿轮从动信号轮磁钢传动轴轴杆信号检测箱刮板的下部设有一对轴杆，每个轴杆在靠近溜槽的部位设有一个拨动齿轮，每个轴杆两端部分别设有从动信号轮，刮板与拨动齿轮的轮齿配合以拨动齿轮和从动信号轮转动，从动信号轮上的磁钢和信号检测箱上的干簧管组成磁控感应开关。中国矿业大学磁控感应开关磁钢传动轴杆拨动五星齿轮从动信号轮从动五星轮齿带动磁控感应开关转动，在检测开关上产生一组连续的有规律的信号。当任意一边链条断开时，刮板向一边倾斜，必然至少有一个拨动五星齿轮没有被刮板刮动而停止运行。其对应的检测开关无信号提供给控制开关，经2-3秒延时后开关停车，起到保护作用。中国矿业大学链条张力自动调节1F212（q+q）L式中，q1为链条组的空载运行单位阻力，q2为煤的运行单位阻力，L为铺设长度在刮板输送机的运行中，为了防止链子在分离点堆集或悬垂过大而引起链条的掉链和卡链，必须对输送链进行预张紧。预张紧力的最佳值是使链条在分离点处的张力大于或等于零，此时预张紧力：中国矿业大学链条张力自动调节功率-张力英国MECO公司（现更名为国际长壁公司），利用张力与所耗功率之间的特定关系来对链条张力实施监测并自动调节。张力-悬垂量德国威斯特伐利亚·贝考瑞特公司，利用监测链条节距的变化来间接测量链张力，利用特种传感器监测下链分离点的悬垂量。张力-油缸压力英国伽立克公司(现已并入国际长壁公司)监测链张力是间接由伸缩调节张力油缸的压力值而获得的，精度不是很高。中国矿业大学美国JOY公司研制的ACTS自动调链装置，是在机头底链和机尾上链处分别设一传感器，测量和识别链条张力的“松驰”、“正常”、“过紧”状态。当链条松驰或过紧时，通过PSC可编程传感控制装置进行分析、比较，做出判断后给电磁阀发出指令，控制机尾液压缸的伸缩来带动机尾移动达到自动调节链条松紧的目的。中国矿业大学以张力-悬垂量监控原理为例：链条张力自动控制系统电液控制系统链垂度检测装置机尾伸缩装置中国矿业大学控制系统原理简图液控系统分析装置液压缸传感器运行方向电控系统中国矿业大学机尾伸缩装置1-可移动部分2-机尾链轮3-液压缸4-固定部分伸缩机构简图中国矿业大学链垂度检测装置f刮板传感器传感器首先根据刮板输送机链条张力的最佳值，直接计算出链条的最佳悬垂量，然后采用具有特定动作距离的接近开关，直接安置在链条的上方和下方，对链条的悬垂量加以限定中国矿业大学软启动技术刮板输送机的启动现状：难启动停车的随机性、环境的影响、负载的巨大变化，引起重载启动强大的机械冲击刮板机的传动系统为刚性锚链传动，停机时传动系统为松驰状态，各个环节都有一定的间隙，启动时瞬间施以电机的启动转矩，在克服间隙的过程中，对整个传动系统造成强大的机械冲击，大电流对电网的冲击带载启动时启动电流是额定电流的8-10倍，造成电网电压的下降，影响刮板输送机的启动性能，影响电网上其它设备的正常运行，还会使供电系统的元器件发热，使电机绕组发热，从而加速绝缘老化，影响电机寿命中国矿业大学软启动所谓软启动，是相对刚性启动而言的，从传动上说就是尽量使电机在空载下启动，达到额定转速后，再使系统无冲击而慢慢运转起来转入正常运行软启动装置的共同特点：使电机在无载下启动在运转中能吸收动负荷缩短大电流对电网的冲击时间在链子突然卡住时能使电机和系统脱开起保护作用等中国矿业大学几种软启动方式TTT启动双速电机启动CST启动调压调频启动恒充液式限矩液力耦合器中国矿业大学恒充液式限矩液力偶合器输入轴泵轮输出轴涡轮工作介质：液体（水）工作原理依靠液体环流运动传递能量，产生环流的条件是泵轮转速大于涡轮转速，即存在滑差易熔塞保护电机中国矿业大学使用特点：启动较平稳过载保护性能好传动效率不高于0.95固定的充液量，不能完全在无载下启动高速旋转时，因偏心易产生较大的径向负荷，造成电动机和减速装置的损坏中国矿业大学TTT启动（阀控充液式液力耦合器）结构：比普通液力偶合器增加了电磁控制阀块通过具有智能控制的程序信号单元(PSU)，控制供液、排液阀块进行偶合器充液量的调整实现传递力矩和动量的改变、工作液体温度保护、传递动力过载保护中国矿业大学神华集团神东分公司2005年引进美国JOY公司的3*855KW型刮板运输机，采用了TTT软启动技术，配置CHP33型系统负荷中心(安装在巷道开关内)，为液力耦合器提供智能管理，实时监测刮板运输机的运行。CHP33型系统负荷中心智能管理启动时，控制注水电磁阀给偶合器加水连续运行时，检测偶合器液体温度，控制偶合器液位中国矿业大学双速电机启动方式一般为4/8级电机,属于恒转矩调速系统,以8级低速启动、4级高速运转。闭合低速绕组接触器启动中国矿业大学启动时，先闭合低速绕组接触器，再根据负载情况转到高速绕组接触器闭合，转换条件一般有两个：一是时间条件，即延时不少于3s～5s，保证电动机启动后达到额定低速转数；二是电流条件，即低速运转工作电流降到一定值才自动向高速转换，此电流值应保证在转换到接通高速绕组时电动机有足够的输出转矩，可以将负载顺利加速，使系统达到额定高速转数。使用特点：启动过程存在高低速转换，速度阶跃变化，有动力冲击现象，制造工艺复杂，需两条电缆实现电力供给，低速运行可实现链条刮板检查及过载后强力启动中国矿业大学CST启动（可控启动传输装置）驱动结构：电动机—CST—减速器—主驱动链轮控制原理：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的主要结构包括减速齿轮箱、润滑冷却系统、液压系统和控制装置(PMC)中国矿业大学调压调频启动驱动结构：电动机一减速器一主驱动链轮控制原理：软启动控制器具有矿用真空磁力启动器和交流电压软启动的功能，通过预先设定的用户程序，调整输出电压、频率，从而使驱动电机实现软启动。使用特点：该产品目前主要用于交流660V、1140V电压的异步电动机重负荷软启动，以及各种情况下的磁力启动，国产化及进口产品成型较多。消除了动载冲击，刮板输送机故障率可大大降低消除了电机启动过程中的大电流对电网的冲击控制功能完善多样，具有各种保护功能。对电动机的控制有软启动、直接启动、强力矩启动；操作有单机启动、多机顺序启动、远程与本地操作。中国矿业大学机身自动调直从顶板管理、通风及没备运行维护等方面考虑，都希望综采工作面基本上保持直线推进早期的做法：在输送机溜槽上每隔10m～20m装一卷钢绳长度传感器，将工作面从开切眼起的各相关溜槽位移数据就地显示．并传输信号到外面控制台站，再通过与液压支架联接的液压千斤顶行程控制调节近年来，英国MRDE研究院和道梯电子公司已研制出超声测距仪，能较精确地测出液压支架的推进位置，从而显示工作面的直线度并进行自动调直德国威斯特利亚公司制造的电液控制液压支架上的红外线测距仪也有自动监测支架位置及调直功能中国矿业大学Addyourcompanyslogan