CN105109920A - 一种矿用带式输送机动力驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿用带式输送机动力驱动装置，包括设在皮带下方的若干排V型托辊组件，托辊组件包括通过托辊架(9)安装在机架两侧的托辊(1)，以及设置在两个托辊之间的一对滚筒(7)以及滚筒驱动组件；滚筒驱动组件包括电动机(3)、减速器(5)和安装架(8)，电动机通过支撑座(2)安装在安装架上，电动机与减速器之间、以及减速器与滚筒的滚筒轴之间均通过联轴器(4)相连，滚筒轴的两侧通过轴承座(6)安装在安装架上；所述滚筒的外表面由符合煤矿安全标准的防滑材料制成。本发明使皮带驱动力分散，皮带受力均匀，带式输送机运行速度快，制动平稳；将制动产生的机械能转换为电能，提高能源利用率。

Description

一种矿用带式输送机动力驱动装置

技术领域

本发明涉及一种带式输送设备，具体涉及一种矿用带式输送机动力驱动装置，属于带式运输设备技术领域。

背景技术

全高效的煤矿主运输装备是自动化、智能化矿井中的重要组成部分，其中带式输送机是煤矿主运输系统的关键设备，在带式输送机工作过程中，驱动力的传递大多是通过在带式输送机机头位置布置大功率驱动电机，驱动力经过减速箱传输至机头滚筒，机头滚筒与皮带之间通过无相对运动的静摩擦实现传动。

这种驱动方式存在以下缺陷：1、由于带式输送机的启动过程属于加速过程，除了载荷与带式输送机自身重量产生的阻力外，还需要克服加速度产生的力，因此在启动过程中，皮带所承受的张力较大；且带式输送机在运行过程中经常会受到冲击载荷的影响，机头电机需要根据载荷情况增大输出转矩，这也导致带式输送机机头皮带张力的增大；因此现有的驱动方式容易造成机头部分皮带发生撕裂、跑偏，甚至断带的现象；2、在带式输送机制动过程中，在水平使用时的动能以及在斜坡使用时的动能与势能通过皮带与滚筒、托辊之间的摩擦消耗，造成能量浪费；3、尤其对于下运带式输送机来说，带式输送机制动后，皮带由于惯性需要滑行很长一段距离才能停止，制动时间过长，且不平稳可靠。

发明内容

本发明提供一种矿用带式输送机动力驱动装置，使皮带受力均匀分布，加快运行速度，制动方式可靠。

为了实现上述目的所采用的技术方案：一种矿用带式输送机动力驱动装置，包括设在皮带下方的若干排V型托辊组件，托辊组件包括通过托辊架安装在机架两侧的托辊，以及设置在两个托辊之间的滚筒；所述滚筒为对称设置的两个，滚筒的中心线分别在两个托辊连接线的两侧；每个滚筒的侧面均连接有驱动组件，驱动组件包括电动机、减速器和安装架，电动机通过支撑座安装在安装架上，电动机与减速器之间、以及减速器与滚筒的滚筒轴之间均通过联轴器相连，滚筒轴的两侧通过轴承座安装在安装架上；所述滚筒的外表面由符合煤矿安全标准的防滑材料制成。。

相对于机头集中动力驱动的方式，本发明通过在皮带下方增加多组驱动装置，使得驱动力分散，皮带受力均匀；电动机依次通过减速器、联轴器、滚筒轴将动力传至滚筒，滚筒依靠与皮带之间的摩擦力带动皮带运输机运行，启动速度快，制动方式可靠。

还包括蓄能装置和控制系统，所述电动机可在电动机模式与发电机模式之间切换，电动机与控制系统相连，控制系统的另一端与蓄能装置相连。

可发电式电动机将带式输送机制动过程中的机械能转换成电能，并将电能储存在蓄能装置中；发电机转换为电动机时，蓄能装置中的电能能够和井下供电电缆一起为电动机供电；控制系统用于控制电动机启动、输出转速以及其他参数。

进一步的，所述蓄能装置为矿用可充电式电池。

进一步的，所述电动机为直流永磁无刷电动机。直流永磁无刷电机在制动时可以在不改变接线方式的条件下，选择发电反馈制动。

本发明将V型托辊组件中的中间托辊更换为两个小型驱动滚筒，两个小型驱动滚筒由两个小型电机驱动，去掉了机头大功率驱动电机，使皮带的驱动力均匀分散在皮带下方，皮带受力均匀，不仅启动速度得到大幅度提升，而且避免皮张受力集中导致的皮带发生撕裂、跑偏，甚至断带的现象；本发明中的直流永磁无刷电动机可以利用控制系统使电动机在制动状态下转换为发电机，并将电能存储在蓄能装置中，等带式输送机启动时，蓄能装置与井下电缆一起为电动机供电，避免了能量的浪费；控制系统发出信号使所有托辊组件中的电动机同时启动和制动，制动方式更加可靠。

附图说明

图1是本发明中托辊组件主视图；

图2是图1的俯视图。

图中：1、托辊；2、支撑座；3、电动机；4、联轴器；5、减速器；6、轴承座；7、滚筒；8、安装架；9、托辊架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，一种矿用带式输送机动力驱动装置，包括设在皮带下方的若干排V型托辊组件，托辊组件包括通过托辊架9安装在机架两侧的托辊1，以及设置在两个托辊1之间的滚筒7；所述滚筒7为对称设置的两个，滚筒7的中心线分别在两个托辊1连接线的两侧；每个滚筒的侧面均连接有驱动组件，驱动组件包括电动机3、减速器5和安装架8，电动机3通过支撑座2安装在安装架8上，电动机3与减速器5之间、以及减速器5与滚筒7的滚筒轴之间均通过联轴器4相连，滚筒轴的两侧通过轴承座6安装在安装架8上；所述滚筒7的外表面由符合煤矿安全标准的防滑材料制成。在启动和制动过程中滚筒与皮带之间均无相对运动。

相对于机头集中动力驱动的方式，本发明通过在皮带下方增加多组驱动装置，使得驱动力分散，皮带受力均匀；电动机依次通过减速器、联轴器、滚筒轴将动力传至滚筒，滚筒依靠与皮带之间的摩擦力带动皮带运输机运行，启动速度快，制动方式可靠。

还包括蓄能装置和控制系统，所述电动机可在电动机模式与发电机模式之间切换，电动机与控制系统相连，控制系统的另一端与蓄能装置相连。

可发电式电动机将带式输送机制动过程中的机械能转换成电能，并将电能储存在蓄能装置中；发电机转换为电动机时，蓄能装置中的电能能够和井下供电电缆一起为电动机供电；控制系统用于控制电动机启动、输出转速以及其他参数。

进一步的，所述蓄能装置为矿用可充电式电池。

进一步的，所述电动机为直流永磁无刷电动机。直流永磁无刷电机在制动时可以在不改变接线方式的条件下，选择发电反馈制动。

所述发电反馈制动的原理如下：

由电机学原理可知，直流永磁电机的固有转速特性如下：

$n=\frac{U_N}{C_e{\mathrm{\Φ}}_N}-\frac{R_a}{C_e{C}_m{\mathrm{\Φ}}_N^2}M---\left(1\right)$

式中，U_N为电机额定端电压，C_e、C_m为电机结构常数，Φ_N为额定磁通，R_a为电枢绕组电阻，M为电机转矩。当M＝0时，称为电机的空载转速。

在不改变电动机接线方式的条件下，当转速n增大并超过理想空载转速n₀时，电动机即由电动状态转变为发电反馈制动状态，即产生发电反馈的运行条件为n＞n₀。由此可知，要实现发电反馈制动的运行状态，拖动系统中的负载转矩必须为位势转矩，且位势转矩的作用方向与电机的转动方向一致，此时，电枢电流I为：

$I=\frac{U-E}{R}=\frac{C_e\mathrm{\Φ}(n_0-n)}{R}=-\frac{C_e\mathrm{\Φ}(n-n_0)}{R}=-\frac{E-U}{R}---\left(2\right)$

式中，U为电机端外加实际电压，E为位势转矩产生的感应电动势，Φ为电机实际磁通，R为电枢电路总电阻。

根据上述原理可知，电动机转换成发电机就是电机运行在n＞n₀，M＜0的区间段。因此，只需要通过直流永磁电机将电机两端的电源电压降低，使得n₀低于当前实际转速n，电动机变过渡到发电反馈制动状态中，随着转速的降低，利用控制系统不断降低电机两端电压，发电机制动产生的电能可以存储在矿用可充电电池中；矿用可充电电池与井下电缆一同给电动机供电。

Claims (4)

1.一种矿用带式输送机动力驱动装置，包括设在皮带下方的若干排V型托辊组件，托辊组件包括通过托辊架(9)安装在机架两侧的托辊(1)，以及设置在两个托辊(1)之间的滚筒(7)，其特征在于，所述滚筒(7)为对称设置的两个，滚筒(7)的中心线分别在两个托辊(1)连接线的两侧；每个滚筒的侧面均连接有驱动组件，驱动组件包括电动机(3)、减速器(5)和安装架(8)，电动机(3)通过支撑座(2)安装在安装架(8)上，电动机(3)与减速器(5)之间、以及减速器(5)与滚筒(7)的滚筒轴之间均通过联轴器(4)相连，滚筒轴的两侧通过轴承座(6)安装在安装架(8)上；所述滚筒(7)的外表面由符合煤矿安全标准的防滑材料制成。

2.如权利要求1所述的矿用带式输送机动力驱动装置，其特征在于，还包括蓄能装置和控制系统，所述电动机(3)可在电动机模式和发电机模式之间切换，电动机与控制系统相连，控制系统的另一端与蓄能装置相连。

3.如权利要求2所述的矿用带式输送机动力驱动装置，其特征在于，所述蓄能装置为矿用可充电式电池。

4.如权利要求2或3所述的矿用带式输送机动力驱动装置，其特征在于，所述电动机(3)为直流永磁刷电动机。