浅谈长距离小倾角向下运输带式输送机的设计

高速轴端的液压推杆制动器的制动力较小，且投有软 制动的功能，不宜采用。高速轴端的液压盘式制动器的制 动力较大，且可实现软制动的功能，可用于下运倾角偏小 的情况。
低速轴端的液压盘式制动器安全、可靠，即可实现恒 扭矩制动，也可实现恒减速制动，一般用于下运倾角偏大 的情况。 ４．３拉紧装置
由于长距离小倾角向下运输带式输送机对拉紧装置的 反应速度要求较高，因此根据运输系统带式输送机的实际 布置情况，一般选用重锤拉紧装置或液压自动拉紧装置。
电同忻煤矿有限公司董事长。 １５
万方数据
煤炭工程
２００７年第９期
３．１空栽运行工况 将模拟摩擦阻力系数取值为，；０．０２０一ｎ ０３０，计算出
空载运行时驱动功率。 ３．２满载运行工况
将模拟摩擦阻力系数取值为，＝０．０１２～ｎ０１６，计算出 满载运行时驱动功率。 ３．３最不利工况
对于在纵向布置上凸凹起伏较大的长距离小倾角向下 运输带式输送机，还要考虑最不利工况下驱动功率。
传感器是将各种非电量按一定规律转换成便于传输、 转换、处理和显示的另一种物理量（一般为电量）的装置。 传感器一般由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成，
器进行放大、处理。 ２超声波旋涡流风速传感器的设计
有时还需外加辅助电源。组成方框图如图ｌ所示。敏感元件 能够直接感受或响应被测量；转换元件能够将敏感元件感 受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号；信号 调理转换电路能对传感器输出的信号进行放大、运算调制。 １．２超声波传感器的组成及原理
下巷道中的风速，提高了煤矿巷道风速的监测力度。
关键词：超声波；旋涡流；风速；发射器；接收器；监控；传感器
中图分类号：１睨１２．１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７１一０９５９（２００７）０９Ｊ００１７—０２
０引言
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在煤炭开采的过程中，为稀释矿井空气中的瓦斯，需 要不断地向井下输送新鲜的空气。风量是通风系统的重要
工程设计中，对带式输送机单机运输距离和输送能力的要 求越来越高，长距离、大运量、高带速、大功率带式输送 机不断出现；就带式输送机的纵向布置角度而言，不论是 长距离水平运输，还是长距离大倾角向上运输或大倾角向 下运输等布置形式的带式输送机也是屡见不鲜。本文论及 的是一种比较特殊的带式输送机布置形式——长距离小倾 角向下运输，此时带式输送机处于临界状态，即在满载正 常运行工况下驱动圆周力很小或近似等于零。带式输送机 的模拟摩擦阻力系数，是一个经验数值，根据工作条件和 设备质量情况进行取值：水平运输和向上运输工况，＝ ｎ０２０—ｎ ０３０；向下运输工况，＝ｎＯｌ２—０．０１６。对于处在 临界状态的带式输送机的设计，，值的选取是按照哪一种工 况考虑的，需要设计人员进行反复地试算、校核。
倾角应在一２。一一４。之问。
～
３驱动功率的选定
在长距离小倾角向下运输带式输送机的驱动功率计算 过程中，应根据其特点。计算出各种工况下的驱动功率， 以便进行分析和比较：
收稿日期：２００７一町一２３ 作者简介：陈旭忠（１钾ｌ一），男。山西大同人，高级工程师，中国矿业大学采矿专业毕业，现任大同煤矿集团同煤国
５驱动、拉紧装置布置位置的确定
５．１驱动装置设置位置 鉴于长距离小倾角向下运输带式输送机电动或发电状
态的不确定性，如果将驱动装置设置在机头位置，在满载 突然停机时，在承载边物料和转动部分惯性力的作用下， 极易产生打滑或堆带现象。而如果将驱动装置设置在机尾 位置．就可以避免上述现象的发生。 ５．２拉紧装置设置位置
由于带式输送机的模拟摩擦阻力系数，值与制造、安 装、环境、带速及物料内摩擦系数等因素有关，取值报难 精确，其值对圆周驱动力的计算影响较大，尤其是对于长 距离带式输送机的影响更大。而小倾角向下运输带式输送 机在满载正常运行工况下驱动圆周力很小或近似等于零， 圆周驱动力的计算值完全取决于模拟摩擦阻力系数＿厂值的 取值。在实际运行当中，既可能会出现正的驱动圆周力， 也可能会出现负的驱动圆周力。这就要求所选择的驱动装 置更安全、可靠，既要满足驱动的功能，又要满足下运发 电制动的功能。
矿井风速的监测是保证矿井安全生产的重要因素文章根据井下特殊的工作条件分析了煤矿井下风速测量的重要?生从传感器的组成及其作用分析开始详细分析了超声波传感器的组成及工作原理并利用正逆压电效应原理设计了超声波旋涡流风速传感器用来测量井下巷道中的风速提高了煤矿巷道风速的监测力度
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调试过程较为复杂。这种驱动方式都是通过变频器控制电 动机的输出转速进行调速，从而满足对下运带式输送机启、 制动和正常运行全过程控制的要求，是一种比较理想的驱 动方式。图２为变频调速电动机＋减速器的驱动装置。
变频调速电动机
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低速轴联轴节
冯柏群１’２
（１－河南科技大学，河南洛阳４７１００３；２．平顶山工业职业技术学院自动化系，河南平顶山柳００１）
摘要：矿井风速的监测是保证矿井安全生产的重要因素，文章根据井下特殊的工作条件，
分析了煤矿井下风速测量的重要·｜生，从传感器的组成及其作用分析开始，详细分析了超声波传感
器的组成及工作原理，并利用正、逆压电效应原理设计了超声波旋涡流风速传感器，用来测量井
２带式输送机小倾角向下运输的判定
根据小倾角向下运输带式辖送机的特点，在ｎ ０１６— ０．０２０之间总能找到一个，值，使得圆周驱动力为零。
由传动滚筒上所需圆周驱动力计算公式：
，Ｉ ２ ｑ谢‰＋“。＋（２‰＋口ｃ）ｃ瑚］＋ｇｃ砌＋‘（１）
式中ＦＩ——圆周驱动力，Ｎ；
力，可忽略不计，即只岸Ｏ。则可得出摩擦阻力系数的值：
关键词：带武输送机；长距离；小倾角；向下运输；变频调速；启／制动装置
中图分类号：’ｒＤ５２８＋．１ 文献标识码：Ｂ 随着我国散状物料运输技术的迅猛发展，带式输送机
文章编号：１６７ｌ一０９５９（２００７）０９—００１５Ｊ０３
卜系数；
在冶金、煤炭、电力和造纸等行业的应用越来越普遍。在
产——模拟摩擦系数；
ｌ小倾角向下运输带式输送机的特点
｝—一输送机长度，“； 矿—一重力加速度，ｇ＝９．８１ ｒｎ／日２； 口。——承载分支托辊每米长转动部分重量．ｋ∥ｍ；
‰——回程分支托辊每米长转动部分重量，ｋ∥ｍ； ｇ。——每米长输送带质量，ｋ∥“； ｇ。——每米长输送物料质量，ｋｇ／ｍ； 争—设备在运行方向的倾斜角，度；
Ｌｊ＿磊西丽一
参数之一。因此，对矿井风速的监测是矿井监测的主要内 容之一。而风速是非电量参数，不宜直接进行远距离传输．
图ｌ传感器组成框图
为此就必须将它变换成便于传输、存储和处理的电信号． 传感器正是作为监控系统的第一个环节，来完成信息的获 取和转换功能。矿井用的风速传感器常采用超声波旋涡 流式。
ｌ风速传感器的原理及特性
由于将驱动装置确定设置在机尾处。如果拉紧装置跟 随驱动装置设置在机尾传动滚筒之后，拉紧装置与驱动装 置之间的距离较近，拉紧反映速度较快，但拉紧力较大， 同时也不利于拉紧装置的布置（因为布置拉紧装要有足够的 空问）。根据拉紧装置应尽量设置在松边张力较小的位置上
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矿井通风传感器的设计
口日
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（３）
根据式（３）．只要初步确定输送带的类型与强度，即可
计算出，值。如果，值介于０＿０１６一ｎ ０２０之间，那么就可 以判定带式输送机此时为小倾角向下运输．在进行设计计
算、工艺布置时要给予足够的重视．不能简单地按水平运
输考虑。一般而言，长距离小倾角向下运输带式输送机的
在上述各种工况下驱动功率的计算结果中，选择绝对 值较大者作为确定驱动功率的依据，以选用功率足够大的 电动机。
４驱动、制动和拉紧型式的选择
长距离小倾角向下运输带式输送机在满载正常运行工 况下的驱动力小于空载启动时的驱动力，所以启动不是主 要矛盾，而制动问题则显得十分重要。 ４．１驱动方式
带式输进机的驱动装置一般有鼠笼型电动机＋液力偶 合器＋减速器、变频调速电动机＋联轴器＋减速器和绕线 型电动机＋联轴器＋减速器等方式。’
（责任鳊辑郑燕凌）
收稿日期：２００７—０５一ｌｌ 作者简介：冯柏群（１９６５一），女．河南罗山人，毕业于河南理工大学工业电气自动化专业，河南科技大学在读硕士研
究生。现就职于平顶山工业职业技术学院自动化系，从事传感器与工矿企业供电的教学与研究工作。
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鼠笼型电动机＋液力偶合器＋减速器是一种比较简单 的驱动方式，可在一定程度上减缓带式输送机的启动张力， 但对于停机制动工况的控制效果较差。图１为鼠笼型电动 机＋液力偶合器＋减速器的驱动装置。
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图ｌ液力偶合器驱动装置
变频调速电动机＋减速器的驱动方式完全可以实现对 下运带式输送机的启动、制动和正常运行全过程控制，且 控制简单、可靠。近年来国内变频技术提高较快．且产品 价格降幅较大，故在带式输送机运输领域呈发展态势，但
超声波传感器由发射器和接收器组成，如图２所示，
２．１超声波旋涡流风速传感器的原理 超声波旋涡流式风速传感器首先将风速转换成与风速
成正比的旋涡频率，然后通过超声波将旋涡频率转换成超 声波脉冲，后将超声波脉冲转换成电脉冲，从而测得风速。
超声波旋涡流式风速传感器工作原理如图３所示。在 风洞中设置一个旋涡发生杆（即阻挡体）．在阻挡体下方安
１．１传感器组成及作用
发射器是利用逆压电效应的原理工作的，即在压电元件上 施加一定的高频电压，元件就会产生伸长或缩短的变形， 再通过双晶振子把产生的超声波信号发送出去；接收器是 利用压电教应的原理，即当压电元件沿一定方向受力时， 将产生变形，两表面产生符号相反的电荷。双晶振子接收 到发送器发送的超声波信号，振子就以发送超声波的频率 进行振动，产生与超声波频率相同的高频电压，再经放大
的原则，拉紧装置应该设置在机头处，拉紧装置与驱动装 置之间相距较远，拉紧反映速度较慢。因此在选择拉紧装 置的型式时，要特别注意选用拉紧反映速度较快的拉紧 装置。
６结语
虽然在设计中对处在临界状态的带式输送机进行了多
种工况的分析和考虑，但与实际运行状况仍然存在一定的 出入，因此在确定带式输送机的驱动、制动和拉紧方式时， 既要适应电动工况，又要适应发电工况。所以，在合理地 确定驱动、拉紧装置布置位置的同时，更要选用技术先进、 安全可靠的驱动装置、制动装置和拉紧装置。
陈旭忠Ｌ２
（１．中国矿业大学，江苏徐州２２ｌ呻ｓ；２．大同煤矿集团同煤国电同忻煤矿有限公司，山西大同０３７００３）
摘要：根据带式输送机的运行特性，分析长距离小倾角向下运输带式输遥机在空载和满栽
各工况的运行特点，判定其是否处于电动或发电状态，并探讨其驱动功率的计算、启／制动及拉
紧方式的选择，从而有效地指导了带式输送机的工艺布置。
传动菠筒
圈２变频调速驱动装置
绕线型电动机＋联轴器＋减速器的驱动方式也完全可 以实现对下运带式输送机的启动、制动和正常运行全过程 控制．但控制系统较为复杂，投资较高。 ４．２制动方式
对于小倾角下运的带式输送机，应该同时考虑动力制 动或发电制动。制动方式的选择不仅要满足带式输送机电 动状态下的停机镧动，而且要满足发电状态下正常运行时 的制动要求．同时还要满足系统突然断电状况下的制动要 求。制动器一般有高速轴端的液压推杆制动器、液压盘式 制动器和低速轴端的液压盘式制动器等型式。
弘—精送机卸料段和装载段的高差，ｍ；
只——特种阻力，Ｎ。 其中只；Ｏ，得： ，‘一（ｇｃ啦＋‘）／ｃ珞［‰＋“．＋（２％＋口ｃ）ｃｏ站］
（２） 当带式输送机的倾角ａ较小时，ｃｏ｜占一１。 对于长距离带式输送机，附加阻力，。大大小于主要阻
１）在空载运行工况下，始终存在圆周驱动力凡＞０。 ２）在满载运行工况下，当模拟摩擦阻力系数取较大值 （厂＝０．０２０一ｎ ０３０）时，圆周驱动力Ｅ＞Ｏ；当模拟摩擦阻 力系数取较小值盯＝Ｏ，０１２一ｎＯｌ６）时，圆周驱动力只＜Ｏ。 因此。长距离小倾角向下运输带式输送机存在电动或 发电状态的不确定性。