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皮带输送机驱动系统的发展现状浅析

文章来源: 发布时间:2018-1-26 11:04:32 浏览次数:

驱动系统是皮带输送机最重要的部件之一。近年来人们对皮带输送机进行了大量的研究工作,其中驱动方式是关键,而驱动方式选定的目的主要是为了降低输送带的张力,改善传动性能,从而降低投资成本。

  控制驱动问题是制约大型皮带输送机发展的关键问题之一。如果驱动系统能够很好的实现皮带输送机动力学的要求,那么就可以减小对皮带输送机的冲击,较小的带强可降低输送机的造价,皮带输送机可以做的更长。随着变频技术的发展,中高压变频器技术的成熟使得皮带输送机向超大型化、全程精确可控、甚至张力闭环控制方向发展成为可能。因此有必要对变频技术在皮带输送机的应用进行研究。


皮带输送机


  目前国内外广泛使用的输送机驱动装置有:异步电动机带减速器直接驱动、异步电动机带限矩形液力偶合器和减速器驱动、异步电动机带调速型液力偶合器和减速器驱动、异步电动机带电气软起动器和减速器驱动、异步电动机带CST驱动、异步电动机带变频调速驱动;绕线电动机带减速器驱动;直流电动机带减速器驱动和直流电动机直联驱动。

  异步电动机带减速器直接驱动和异步电动机带限矩形液力偶合器皮带输送机系统,在输送机起动过程中电气冲击和弹性振动较大,一般用于系统要求较低的小型输送机系统。电气软起动器和调速型液力偶合器由于受启动力矩和控制精确性的限制一般仅适用于中小型皮带输送机系统。

  目前国内外用于大型输送机的驱动单元大多数为CST和变频调速系统。CST(Controlled Start Transmission可控传动技术)是由美国Rockwell Automation/Dodge公司研制开发的一种带有电-液反馈控制及齿轮减速器,在低速轴端装有线性、湿性离合器的新型机电一体化软起动系统。该装置通过比例阀及控射系统实现软起动与功率平衡,是集减速、离合、调速于一体的传动装置。它是基于机械原理的调速系统,主要由二级或三级齿轮减速机、湿式线性离合器、液压控制器及冷却系统组成,主电动机可空载起动到全速。速度负反馈伺服控制系统驱动液压控制器调节离合器的液体压力,通过油膜剪切力驱动负载,使输出力矩与液体压力成正比,从而按设定的速度曲线驱动皮带输送机。该驱动系统具有较好的线性度,因此输出速度及加速度基本不受负载波动的影响。其优点是可实现可控起动和可控停车功能。其控制精度较高,在长距离、大运量、大功率的皮带输送机系统中可采用多点驱动的方式,降低输送带的静张力,从而降低了输送带的强度,减小了设备投资。其缺点是低速能耗过大。造成设备发热,不适宜低速运行;系统靠液压控制,调整的精度和速度较低。

  在目前现行的皮带输送机的驱动装置中,液力耦合器具有过载保护作用,能改善电动机的启动工况,减少工作机构的冲击和振动现象,减轻系统的动载荷,并使多电机传动的负荷分配趋于均衡,实现皮带输送机的软启动与功率平衡,解决了同步性问题。并且价格低廉,性价比高,国内重型皮带输送机比较多地应用这种控制驱动方式,但它有一定的局限性;直流电机驱动装置调速范围广,易于控制、可靠性高,调速时能耗较少,调节平滑,过载、启动、制动力矩大,但造价很高,所以采用的较少;变频调速是通过改变定子的供电频率以改变电机的转速来实现的,精度高,调整范围广,但要相应解决电气带来的一系列问题。电路系统比较复杂,且维修困难,造价较高,采用也不普遍。CST可控软启动传动装置是一种典型的机电一体化高技术产品,因为CST的力矩控制器装在低速轴上,离合片之间的液流是层流,呈线性特性,因而控制精确。但是由于CST系统复杂,价格昂贵,使用维护要求高等原因,国内使用尚不普遍。所以,在将来的输送机的发展中,应该寻找更好的驱动方式,使其更适应皮带输送机的运行,以便得到最佳的效益。


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