由煤炭開(kāi)采史可知，帶式輸送機(jī)的發(fā)展始終和采礦技術(shù)的發(fā)展聯(lián)系在一起，自從世界上第一個(gè)用液壓自移支架、滾筒式淺截深采煤機(jī)和鎧裝可彎曲刮板輸送機(jī)相互配套的長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化采煤工作面于1945年在英國(guó)誕生以來(lái)，帶式輸送機(jī)得到了迅速發(fā)展。尤其是80年代以來(lái)，工作面高產(chǎn)、高效，推進(jìn)綜采設(shè)備向大容量、大功率、高效率、高可靠性、自動(dòng)化和機(jī)電一體化方向發(fā)展。大容量、長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的發(fā)展對(duì)啟動(dòng)問(wèn)題提出了新要求：即要求啟動(dòng)過(guò)程平穩(wěn)、連續(xù)可調(diào)。大型帶式輸送機(jī)投資較大，運(yùn)行費(fèi)用較高，利用先進(jìn)技術(shù)選取合理的啟動(dòng)方式，對(duì)節(jié)約工程投資、降低運(yùn)營(yíng)費(fèi)用極為重要。
1、帶式輸送機(jī)啟動(dòng)存在的問(wèn)題
大型帶式輸送機(jī)靜態(tài)質(zhì)量較大，啟動(dòng)力矩很高，具有較高的啟動(dòng)系數(shù)，一般為1.5～2之間。較高的啟動(dòng)系數(shù)必然要選取較高的電動(dòng)機(jī)功率、高強(qiáng)度的膠帶、較大的滾筒直徑和減速器扭距等，從而造成設(shè)備投資的浪費(fèi)。
帶式輸送機(jī)啟動(dòng)系數(shù)較高。當(dāng)帶式輸送機(jī)加載啟動(dòng)時(shí)，輸送帶越長(zhǎng)載荷越大。如加載時(shí)間短，儲(chǔ)蓄能量多，則迅速釋放這些能量造成的浪涌現(xiàn)象會(huì)對(duì)帶式輸送機(jī)各個(gè)部件產(chǎn)生極大的沖擊力，力的多元頻譜可能會(huì)與帶式輸送機(jī)某一部件的諧振頻率形成共振，導(dǎo)致該部件的破壞。如果帶式輸送機(jī)啟動(dòng)系數(shù)高，滿負(fù)荷啟動(dòng)時(shí)，很可能啟動(dòng)不起來(lái)。
2、大型帶式輸送機(jī)的啟動(dòng)特性及要求
通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，帶式輸送機(jī)對(duì)啟動(dòng)平穩(wěn)性的要求隨著電機(jī)功率的不同而不同，功率越大要求越高。單機(jī)功率在75kW以下的帶式輸送機(jī)電機(jī)功率小，啟動(dòng)載荷不大，因此在啟動(dòng)上不作特殊要求。這里主要討論電機(jī)功率為160kW以上的啟動(dòng)裝置。
單機(jī)電機(jī)功率為160kW以上帶式輸送機(jī)，對(duì)啟動(dòng)性能要求很高，一般包括以下幾個(gè)方面：
(1)加、減速控制。驅(qū)動(dòng)器必須連續(xù)對(duì)膠帶進(jìn)行加速而不受載荷（直到達(dá)到最大載荷為止）的影響，加速度的斜率應(yīng)足夠長(zhǎng)，以防止煤炭溢出、膠帶在滾筒上打滑或拉緊裝置過(guò)度位移。理想的加速度曲線如圖1所示。長(zhǎng)距離、大載荷運(yùn)輸機(jī)應(yīng)選擇低限值，運(yùn)輸距離在1km以上長(zhǎng)度的大型帶式輸送機(jī)每公里膠帶長(zhǎng)度所需加速度時(shí)間一般為45 s。
減速度的控制主要通過(guò)減少輸入到帶式輸送機(jī)的功率以實(shí)現(xiàn)控制帶式輸送機(jī)的減速度，這個(gè)減速度應(yīng)小于自然停車減速度。
(2)膠帶張力控制及過(guò)載保護(hù)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須控制輸入到帶式輸送機(jī)的功率及力矩，保持對(duì)帶式輸送機(jī)規(guī)定的張力。若超過(guò)安全限度，則應(yīng)保證過(guò)載的帶式輸送機(jī)停止運(yùn)行。
(3)負(fù)載平衡。在一臺(tái)帶式輸送機(jī)上使用2臺(tái)及以上驅(qū)動(dòng)器時(shí)，其負(fù)載應(yīng)能嚴(yán)格地按設(shè)計(jì)要求在各驅(qū)動(dòng)器之間分配。
(4)實(shí)現(xiàn)空載啟動(dòng)。帶式輸送機(jī)在啟動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)空載啟動(dòng)，而后逐步加載直至滿負(fù)荷。
3、CST軟啟動(dòng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及使用情況
CST(Controiled Start Transmission)是由美國(guó)DODGE公司研制開(kāi)發(fā)的一種新型機(jī)電一體化產(chǎn)品，它由多級(jí)齒輪減速器、濕式線形離合器、液壓系統(tǒng)及控制系統(tǒng)組成。濕式線形離合器由多個(gè)動(dòng)片和靜片交叉、疊合而成，動(dòng)片組經(jīng)外齒輪花鍵與行星輪系的內(nèi)齒圈連接，靜片組經(jīng)內(nèi)齒輪花鍵與固定在減速器上的鍵套連接，離合器的動(dòng)作由環(huán)形液壓缸操作。
由圖2可以看出，平行軸式CST為二級(jí)齒輪減速器，第一級(jí)為一對(duì)斜齒輪，第二級(jí)為行星輪系。輸入軸與鼠籠式電機(jī)連接，輸出軸與負(fù)載（帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)滾筒）相接，電機(jī)啟動(dòng)后，多片型離合器的液壓缸不加壓，動(dòng)、靜片之間有較大的間隙，動(dòng)片的轉(zhuǎn)動(dòng)不受阻，內(nèi)齒圈可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，行星輪只能自轉(zhuǎn)。行星架和輸出軸不動(dòng)，從而達(dá)到無(wú)載啟動(dòng)的目的。達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，通過(guò)環(huán)形液壓缸向離合器的動(dòng)、靜片上加壓，使離合器結(jié)合，帶動(dòng)負(fù)載啟動(dòng)。
需要特別指出的是,CST是一種液體黏性調(diào)速器（又稱黏滯離合器、油膜離合器），它是通過(guò)改變離合器片的間距達(dá)到改變黏性液體間的剪切力來(lái)改變傳動(dòng)力矩的。
CST具有以下優(yōu)點(diǎn)：①帶式輸送機(jī)可使用單臺(tái)，亦可使用多臺(tái)CST，啟動(dòng)負(fù)載之前驅(qū)動(dòng)電機(jī)空載啟動(dòng)，而CST輸出軸并不運(yùn)動(dòng)。在電機(jī)達(dá)到額定的速度之后，通過(guò)控制系統(tǒng)使每臺(tái)CST離合器的液壓力逐漸增加來(lái)緩慢、平穩(wěn)地對(duì)輸送帶進(jìn)行張緊，輸送帶平穩(wěn)地加速到全速，因而輸送帶受力平穩(wěn)，其安全系數(shù)一般可由10降到5.5。②由于電機(jī)的選擇是基于運(yùn)動(dòng)條件而不是啟動(dòng)條件，因而使用CST時(shí)電機(jī)的功率及尺寸可減小到最小。③帶式輸送機(jī)啟動(dòng)乎穩(wěn)，可在較低的力矩及加速度狀態(tài)下投入運(yùn)行，消除膠帶過(guò)大的張力。④該系統(tǒng)可防止輸入到帶式輸送機(jī)的功率及力矩超過(guò)安全限度，以保證帶式輸送機(jī)過(guò)載時(shí)不能運(yùn)行，從而保護(hù)該系統(tǒng)的其他部件。⑧其啟動(dòng)系數(shù)為1.1左右，所選擇膠帶的強(qiáng)度可降低30%左右。⑥CST的傳動(dòng)效率為85%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他設(shè)備。
徐州礦務(wù)集團(tuán)于1998年底和1999年一季度先后在龐莊煤礦、權(quán)臺(tái)煤礦的強(qiáng)力帶式輸送機(jī)上安裝使用了3臺(tái)CST軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)。帶式輸送機(jī)啟動(dòng)系數(shù)由1.5降為1.1，膠帶強(qiáng)度由ST3500降為ST2000，電機(jī)功率由4×200 kW降為2×280kW，初期投入減少260萬(wàn)元，每年節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用90余萬(wàn)元，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
4、結(jié)語(yǔ)
帶式輸送機(jī)軟啟動(dòng)技術(shù)是帶式輸送機(jī)技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)重要標(biāo)志。如何選擇合適的軟啟動(dòng)設(shè)備對(duì)于實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)節(jié)能降耗、減少事故、減少投入、確保運(yùn)行安全具有重要作用。
