帶式輸送機節(jié)能設(shè)計

　　摘　要：本文分析了我國帶式輸送機的節(jié)能現(xiàn)狀，通過對帶式輸送機功率計算的分析，試圖找到能夠有效降低帶式輸送機能耗的途徑和方法，以便使設(shè)計更加合理，提高經(jīng)濟效益。

　　關(guān)鍵詞：帶式輸送機;功率;能耗;托輥

　　帶式輸送機是以膠帶作為牽引和承載機構(gòu)并通過膠帶的連續(xù)運動實現(xiàn)物料輸送和裝卸的一種運輸設(shè)備。具有輸送能力大、效率高、輸送距離長、工作阻力小、能耗低、工作平穩(wěn)可靠、結(jié)構(gòu)簡單、操作維修方便等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于冶金、煤炭等工業(yè)部門。由于帶式輸送機是根據(jù)工藝和運輸能力要求按最大運輸量加一定的冗余系數(shù)確定的，因此帶式輸送機配置的電動機一般均有20%～45%的富余量，加上帶式輸送機經(jīng)常處于輕載、空載狀態(tài)，所以導(dǎo)致電動機效率處于50%以下的工作狀態(tài)，這就出現(xiàn)了“大馬拉小車”的現(xiàn)象，造成相當(dāng)一部分電能的耗費。因此研究帶式輸送機的節(jié)能增效對于企業(yè)高效生產(chǎn)和建設(shè)節(jié)約型社會具有重要意義。

　　1 我國帶式輸送機的節(jié)能現(xiàn)狀

　　節(jié)能減排是當(dāng)前世界的熱門話題，帶式輸送機的節(jié)能也早有涉及。我國帶式輸送機的節(jié)能方式主要有以下幾種：

　　1.1 電機功率控制節(jié)能

　　電機功率控制技術(shù)節(jié)能是指通過減少電機的輸出功率來使負(fù)載大小與驅(qū)動功率相匹配。其關(guān)鍵是準(zhǔn)確判斷增減電機的時機，目前主要有堆、取料機位置檢測法和電機電流檢測法兩種。前者由于未考慮輕載工況，不能根據(jù)煤流量來判斷是否應(yīng)進行減電機操作，因而仍然會存在電動機利用效率不高的問題。而電機電流檢測法可以實時動態(tài)監(jiān)控帶式輸送機上負(fù)荷的大小，但是由于受到外界干擾時會造成負(fù)荷波動，檢測到的電流值有時不能真實反應(yīng)帶式輸送機的穩(wěn)定負(fù)荷，會出現(xiàn)明顯的偏差

　　1.2 采用調(diào)速節(jié)能改造

　　調(diào)速是電動機節(jié)能的主要方法之一。調(diào)速方式有轉(zhuǎn)子串電阻、電磁調(diào)速、液力耦合器、變極調(diào)速、串級調(diào)速、變頻調(diào)速等。

　　1.3 異步電動機Y—Δ接法節(jié)能

　　此種方法由于帶式輸送機有時并不輸送物料或輸送物料很少，若電機一直運行會造成能源浪費，若電機頻繁起動，又會大大降低電機的使用壽命。所以此方法節(jié)能有限，主要用于短距離帶式輸送機中負(fù)載較低的情況下。

　　2 功率計算

　　帶式輸送機是由電動機驅(qū)動運轉(zhuǎn)的。帶式輸送機在運轉(zhuǎn)過程中凡是運動部件如滾筒、托輥、軸承等，它們在運轉(zhuǎn)過程中都會產(chǎn)生阻力。帶式輸送機運行阻力可分為四大類：基本阻力(中間段阻力)，傾斜阻力，附加阻力和特殊阻力。

　　2.1 基本阻力

　　基本阻力是出現(xiàn)在中間段上，也就是在輸送帶運行中輸送帶、物料和托輥之間相互作用所產(chǎn)生的阻力，對于近水平的帶式輸送機來說，這部分阻力占比例最大。帶式輸送機的基本阻力由以下幾個部分組成：

　�、佥斔蛶г谕休伾系膲合葑枇�

　　②物料的擠壓阻力

　�、弁休伒倪\行阻力

　�、茌斔蛶У膹澢鷶[動阻力。

　　2.2 傾斜阻力

　　傾斜阻力是由于帶式輸送機傾斜而造成的，是輸送物料的重力分量，與帶式輸送機的角度有關(guān)系。

　　2.3 附加阻力

　　帶式輸送機的附加阻力主要有以下三種：

　�、偈芰蠀^(qū)阻力

　　②改向滾筒處改向阻力

　�、垓�(qū)動滾筒運轉(zhuǎn)阻力。

　　2.4 特殊阻力

　　特殊阻力并非所有的帶式輸送機都存在，只有在采取特殊措施或附加裝置后才產(chǎn)生。包括側(cè)托輥前傾阻力、導(dǎo)料槽阻力、清掃器阻力、中間卸料區(qū)阻力。對于大型帶式輸送機，可不考慮相對很小的這種阻力。對于長距離帶式輸送機，其附加阻力和特殊阻力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于基本阻力和傾斜阻力。因此，在計算帶式輸送機牽引力時可以不考慮。

　　3 影響帶式輸送機功率的主要因素

　　由上式可以看出，帶式輸送機驅(qū)動滾筒所需要的功率與參數(shù)qd、qi'、qi"、βi、fi、li、Q、v等有關(guān)，但對于一個具體的帶式輸送機而言，參數(shù)qd、qi'、qi"、βi、fi、li、是不變的。由此可看出輸送機的運量Q和帶速是直接影響帶式輸送機功率的主要因素。當(dāng)運量Q一定時，則輸送機功率P與帶速v成正比。

　　若輸送機帶速提高，則克服阻力所消耗的功率也相應(yīng)增加，降低帶速，就能減少帶式輸送機的功率消耗以達(dá)到明顯節(jié)能的目的。但是，輸送機帶速的降低是有條件的，要受輸送量、帶寬和帶強的相互制約。因為帶速降低，物料線密度將增大，所需要的輸送帶張力也要加大。而為了保證帶式輸送機的正常運行，輸送帶的張力應(yīng)限制在安全系數(shù)所允許的范圍內(nèi)。所以，為了降低能耗，我們應(yīng)充分挖掘帶強和帶寬的潛力，在滿足帶強和帶寬的情況下，取較低的帶速以達(dá)到節(jié)能的目的。

　　除此之外，托輥是帶式輸送機的重要部件，用來支撐輸送帶和物料重量，承受了70%以上的阻力，因為大多數(shù)帶式輸送機的工作環(huán)境都具有淋水、粉塵和各種稀泥類污染物，因此，托輥的各種性能參數(shù)決定著帶式輸送機做功時的正常功率消耗和不正常功率損耗之間的差異。有研究托輥結(jié)構(gòu)與性能得出結(jié)論：國產(chǎn)輸送機每噸公里所耗用的功率約大于國外的1倍，這主要是由于運行阻力系數(shù)不同造成的，托輥質(zhì)量的好壞與此系數(shù)有直接的關(guān)系。因此托輥運轉(zhuǎn)必須靈活可靠。具體可根據(jù)托輥徑向跳動量;托輥靈活度;軸向竄動量等予以選擇。

　　4 結(jié)束語

　　我國帶式輸送機的設(shè)計研發(fā)起步較晚，不過在上世紀(jì)80年代中后期以來，我國帶式輸送機也有了很大的發(fā)展，但和國外先進機型相比，在生產(chǎn)技術(shù)和技能技術(shù)等方面仍存在一定的差距。本文通過對帶式輸送機的功率計算分析，指出了一些節(jié)能方法。當(dāng)然，輸送機的節(jié)能課題還有很多值得去探討的地方，在保證正常生產(chǎn)的情況下更加合理設(shè)計，對節(jié)能減排做出一份努力。

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