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    電動滾筒在皮帶輸送機中的應用

    返回列表 發布日期:2022-07-28

     皮帶輸送機是輸送設備中常用的一種。皮帶輸送機的核心部分之一就是驅動裝置。驅動裝置的技術水平基本決定了輸送機整體技術水平。近20年來世界范圍內的皮帶輸送機驅動裝置技術發展遲緩慢,技術上沒有什么創新,其發展基本局限于各種新型減速器的應用及各種聯軸器的技術改進,而驅動裝置的布置方式和全新成熟的驅動方式并未出現。

    電動滾筒作為一種新穎的皮帶輸送機驅動裝置早在20世紀60年代就出現了,結構、性能上具有許多獨特的優勢和特點,在技術發展上具有很大的潛力,但作為驅動裝置的一個分支,自應用以來,這種驅動裝置始終未能取得突破性的發展,主要原因是大功率的電動滾筒一直未能設計、制造出來。

    皮帶輸送機的驅動裝置傳統上一直采用由電機、高速端聯軸器、減速器、低速端聯軸器、驅動滾筒組成的敞開式布置方式。顯然,這種布置方式的驅動裝置布置靈活,故障易檢測。但也具有明顯的缺點:如設備多,占用空間大,安裝工藝要求高。特別是當高速端內側軸承有故障需更換或減速器大修時,均需移動減速器位置,當檢修完畢裝復時,需重新調整減速器位置、間隙,即俗稱聯軸器找正。這種情況往往檢修時間長,勞動強度大。

    由于電動滾筒是將傳統的電機、聯軸器、減速器、驅動滾筒整合組成一個驅動集成,它大大減小了布置空間,簡化了連接方式,從而形成了獨特的優勢:即占用空間小,出現故障時,一般都是整機進行更換,不需要現場對減速器開蓋吊裝,不需要現場調整減速器軸向間隙,不需要現場對聯軸器進行找正,整機更換的施工工藝要求不高,安裝快捷、簡便。這種安裝快捷、簡便意味著可以對設備的快速更換和修復能力,從而大大提高系統、設備的安全性和可靠性。這種特點在某些行業上具有較大的優勢和經濟價值,如火力發電廠的輸煤系統皮帶輸送機、煤炭碼頭的皮帶輸送機等對驅動裝置可靠性要求高的場合,若使用電動滾筒作為驅動裝置,確實可以大大增強驅動裝置的快速可修復能力,提高系統的可靠性與安全性。

    雖然電動滾筒具有很多優點,但卻未如預期那樣在輸送機上得到廣泛的應用。目前,碼頭、礦山、發電廠的各種物料輸送機基本都是采用由電機、聯軸器、減速器、驅動滾筒組成的敞開式布置驅動裝置,而電動滾筒主要局限于用在重型機械,如斗輪堆取料機、卸船機等空間狹小的小功率皮帶輸送機上,完全是一種被動的應用方式,即用在那些確實無法使用常規的敞開式布置的皮帶輸送機驅動裝置上,這種狀況一方面除了是由于輸送機行業缺乏一種市場機制和動力去推動電動滾筒在實際生產上的應用原因外,還有一個重要原因是由于電動滾筒確實存在制約其發展,即存在著設計、制造大功率電動滾筒的技術瓶頸。下面僅就電動滾筒存在著制約其發展的技術瓶頸及其解決辦法進行探討:

      (1)大功率電動滾筒的啟動與制動問題

    常規敞開式布置的皮帶輸送機驅動裝置電機輸出端由于配置了獨立的液力耦合器和制動器,所以皮帶輸送機大功率情況下的啟動、制動問題可以容易通過這些專用的輔助設備解決。而電動滾筒的電機、減速齒輪組都裝在滾筒內腔,由于滾筒內腔空間有限,若想在大功率的電動滾筒內部再增設、布置機械類的耦合器、制動器等輔助設備來解決啟制動問題,這點即使技術上可以實現,但制造出來的電動滾筒卻是龐然大物,所以這種思路顯然行不通。

    解決辦法:基于上述分析,大功率電動滾筒的啟動與制動只能利用電氣方面的技術手段,而電氣方面有成熟的技術:如變頻啟動、軟啟動;制動方面有帶電磁制動器、反接制動或安裝逆止器等;制動方面還可以在滾筒輪轂上外裝機械制動器,所以大功率電動滾筒的啟動與制動在技術上完全是現成的,不需要另作技術開發。

    (2)大功率電動滾筒專用電機的設計制造問題

    目前,國內大功率的電動滾筒僅為55kW,功率再增大,就只能將電機設計成外置式了,這樣也就失去了電動滾筒原有的結構緊湊、集成、占用空間小和可快速安裝、修復的特點,也失去了自身的優勢與價值?,F在各種輸送機越來越向長距離、大出力方向發展,很多出力在1500t/h左右的輸送機驅動裝置的380V電機功率普遍已經達到300kW,甚至可達500~600kW,但多數發電企業、港口的皮帶輸送機驅動裝置功率值主要集中在100~300kW。若利用目前現有的技術設計、制造功率在300 W范圍內的電動滾筒應是完全可以實現的,據此可以預測大功率電動滾筒在物料輸送行業具有廣闊的應用前景。

    大功率電動滾筒一個關鍵技術就是需設計制造配套的大功率專用電機,它要求專用電機須具有功率大、體積小、重量輕和效率高的特點。


     (3)大功率電動滾筒運行中電機冷卻問題

    在設計、制造大功率電動滾筒時,須重視解決大功率電動滾筒內部驅動電機運行中發熱的冷卻問題。目前各種電動滾筒有3種冷卻方式:風冷式、油冷式、浸油式。

    大功率電動滾筒若應用風冷式,須解決電動滾筒內腔的進氣和排氣問題,這將使電動滾筒結構復雜化,而且冷卻效果有限。由于大功率電動滾筒內部齒輪傳動輪系工作時需要潤滑,所以應該在綜合考慮其內部齒輪的潤滑需要的同時去解決大功率電動滾筒運行中電機冷卻的問題。電動滾筒若應用“行星齒輪傳動”結構的,即其具備濺油潤滑條件的應采用油冷式的冷卻方式;電動滾筒若應用“擺線針輪傳動”結構的,由于不具備濺油潤滑條件,宜采用浸油式潤滑。

      題。

    解決辦法:這個問題可以通過滾筒內設計、布置冷卻水管,用傳統的換熱冷卻方法進行潤滑油強制冷卻,冷卻水母管可設置在電動滾筒的中心軸內,在電力或港口的輸煤系統中,還可以再利用經過在滾筒內換熱后的冷卻水進行皮帶輸送機的頭部噴淋抑塵,通過這樣的綜合應用,可以收到良好的經濟效益。

     

     (4)大速比、大功率電動滾筒內部齒輪組的設計與配置問題

    在設計、制造出大功率電動滾筒的驅動電機后,還須解決設計、制造與大功率電動滾筒內部電機相配套的大速比齒輪傳動裝置的問題。這個問題,若還是采用常規的定軸漸開線圓柱齒輪傳動結構方式布置,將使電動滾筒體積龐大,甚至難以滿足大功率滾筒的傳動需要。

    解決辦法:實際上齒輪傳動技術由于發展得早,技術非常成熟、可靠,這個問題可以通過在電動滾筒內應用“行星齒輪傳動”或“擺線針輪傳動”技術加以解決。行星齒輪傳動結構電動滾筒具有體積小、重量輕、承載能力大和工作平穩等優點,在歐美運用很普及;擺線針輪傳動結構電動滾筒可實現很小的線速度和很大功率,在亞洲運用廣泛。

    綜上所述,大功率電動滾筒原先存在制約其發展的技術瓶頸,利用現在的工業技術儲備已完全可以克服,可以這樣說,國內已完全具備了大功率電動滾筒的設計、生產能力,缺少的僅僅是一種市場意愿和設計單位對電動滾筒巨大應用價值的認識。隨著輸送機行業的不斷發展,可以預計,大功率電動滾筒必將很快在生產中出現,且將越來越多地應用于各行各業的皮帶輸送機輸送系統中。讓皮帶輸送機能夠不斷創新改進,進一步滿足市場需求。


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