带式输送机节能设计

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摘　要 本文分析了我国带式输送机的节能现状，通过对带式输送机功率计算的分析，试图找到能够有效降低带式输送机能耗的途径和方法，以便使设计更加合理，提高经济效益。

关键词 带式输送机；功率；能耗；托辊

中图分类号 TD52 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）121-0179-01

带式输送机是以胶带作为牵引和承载机构并通过胶带的连续运动实现物料输送和装卸的一种运输设备。具有输送能力大、效率高、输送距离长、工作阻力小、能耗低、工作平稳可靠、结构简单、操作维修方便等优点而被广泛应用于冶金、煤炭等工业部门。由于带式输送机是根据工艺和运输能力要求按最大运输量加一定的冗余系数确定的，因此带式输送机配置的电动机一般均有20%～45%的富余量，加上带式输送机经常处于轻载、空载状态，所以导致电动机效率处于50%以下的工作状态，这就出现了“大马拉小车”的现象，造成相当一部分电能的耗费。因此研究带式输送机的节能增效对于企业高效生产和建设节约型社会具有重要意义。

1 我国带式输送机的节能现状

节能减排是当前世界的热门话题，带式输送机的节能也早有涉及。我国带式输送机的节能方式主要有以下几种：

1.1 电机功率控制节能

电机功率控制技术节能是指通过减少电机的输出功率来使负载大小与驱动功率相匹配。其关键是准确判断增减电机的时机，目前主要有堆、取料机位置检测法和电机电流检测法两种。前者由于未考虑轻载工况，不能根据煤流量来判断是否应进行减电机操作，因而仍然会存在电动机利用效率不高的问题。而电机电流检测法可以实时动态监控带式输送机上负荷的大小，但是由于受到外界干扰时会造成负荷波动，检测到的电流值有时不能真实反应带式输送机的稳定负荷，会出现明显的偏差

1.2 采用调速节能改造

调速是电动机节能的主要方法之一。调速方式有转子串电阻、电磁调速、液力耦合器、变极调速、串级调速、变频调速等。

1.3 异步电动机Y—Δ接法节能

此种方法由于带式输送机有时并不输送物料或输送物料很少，若电机一直运行会造成能源浪费，若电机频繁起动，又会大大降低电机的使用寿命。所以此方法节能有限，主要用于短距离带式输送机中负载较低的情况下。

2 功率计算

带式输送机是由电动机驱动运转的。带式输送机在运转过程中凡是运动部件如滚筒、托辊、轴承等，它们在运转过程中都会产生阻力。带式输送机运行阻力可分为四大类：基本阻力（中间段阻力），倾斜阻力，附加阻力和特殊阻力。

2.1 基本阻力

基本阻力是出现在中间段上，也就是在输送带运行中输送带、物料和托辊之间相互作用所产生的阻力，对于近水平的带式输送机来说，这部分阻力占比例最大。带式输送机的基本阻力由以下几个部分组成：①输送带在托辊上的压陷阻力、②物料的挤压阻力、③托辊的运行阻力、④输送带的弯曲摆动阻力。

2.2 倾斜阻力

倾斜阻力是由于带式输送机倾斜而造成的，是输送物料的重力分量，与带式输送机的角度有关系。

2.3 附加阻力

带式输送机的附加阻力主要有以下三种：①受料区阻力、②改向滚筒处改向阻力、③驱动滚筒运转阻力。

2.4 特殊阻力

特殊阻力并非所有的带式输送机都存在，只有在采取特殊措施或附加装置后才产生。包括侧托辊前倾阻力、导料槽阻力、清扫器阻力、中间卸料区阻力。对于大型带式输送机，可不考虑相对很小的这种阻力。对于长距离带式输送机，其附加阻力和特殊阻力要远远小于基本阻力和倾斜阻力。因此，在计算带式输送机牵引力时可以不考虑。

3 影响带式输送机功率的主要因素

由上式可以看出，带式输送机驱动滚筒所需要的功率与参数qd、qi'、qi"、βi、fi、li、Q、v等有关，但对于一个具体的带式输送机而言，参数qd、qi'、qi"、βi、fi、li、是不变的。由此可看出输送机的运量Q和带速是直接影响带式输送机功率的主要因素。当运量Q一定时，则输送机功率P与带速v成正比。

若输送机带速提高，则克服阻力所消耗的功率也相应增加，降低带速，就能减少带式输送机的功率消耗以达到明显节能的目的。但是，输送机带速的降低是有条件的，要受输送量、带宽和带强的相互制约。因为带速降低，物料线密度将增大，所需要的输送带张力也要加大。而为了保证带式输送机的正常运行，输送带的张力应限制在安全系数所允许的范围内。所以，为了降低能耗，我们应充分挖掘带强和带宽的潜力，在满足带强和带宽的情况下，取较低的带速以达到节能的目的。

除此之外，托辊是带式输送机的重要部件，用来支撑输送带和物料重量，承受了70%以上的阻力，因为大多数带式输送机的工作环境都具有淋水、粉尘和各种稀泥类污染物，因此，托辊的各种性能参数决定着带式输送机做功时的正常功率消耗和不正常功率损耗之间的差异。有研究托辊结构与性能得出结论：国产输送机每吨公里所耗用的功率约大于国外的1倍，这主要是由于运行阻力系数不同造成的，托辊质量的好坏与此系数有直接的关系。因此托辊运转必须灵活可靠。具体可根据托辊径向跳动量；托辊灵活度；轴向窜动量等予以选择。

4 结束语

我国带式输送机的设计研发起步较晚，不过在上世纪80年代中后期以来，我国带式输送机也有了很大的发展，但和国外先进机型相比，在生产技术和技能技术等方面仍存在一定的差距。本文通过对带式输送机的功率计算分析，指出了一些节能方法。当然，输送机的节能课题还有很多值得去探讨的地方，在保证正常生产的情况下更加合理设计，对节能减排做出一份努力。

参考文献

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