液旋滚筒式减快器爬坡皮带式输送机螺旋压力机

　　葛世荣.刮板输送机手艺起色经过（三）——驱动与智能掌管手艺[J].中国煤炭，2024，50（4）：1-12.DOI：.2024.04.001

　　刮板输送机自成立以还，其掌管手艺从人为掌管起色为聚会掌管、长途掌管、主动掌管、智能掌管。正在综采就业面 “大三机”中，刮板输送机是最先完成主动化，也是最早跨入低级智能化的采矿装置，智能刮板输送机维持了智能化采煤期间的起色。以为，高级智能化刮板输送机起码应具备运转状况、呆板容貌和装备状况３种状况，具备自决感知、自决决议、自决调控３种本事，以此造成采煤就业面煤流装载运输智能配合机群。总结了刮板输送机软启开头艺起色，先容了刮板输送机转弯驱开头艺。指出，最新研发的永磁电机半直驱刮板输送机庖代了古代驱动格式，使刮板输送机正在综采就业面端头占用的空间大幅度缩减，擢升了输刮板送机的驱动智能性、装备运转的牢靠性、井下空间的通顺性和端头顶板的支护性。近年来，海表公司推出的 OptiDriveAFC 主动掌管编造，国内公司推出的采煤就业面长途聚会监控驾驶舱和刮板输送机敏能掌管编造，均拥有刮板输送装备工况监测、链条主动张紧、煤量监测、闭节零部件健壮状况理会、智能启动调速及毛病诊断等功效，维持了综采就业面的全主动化运转。

　　葛世荣(1963-)，男，汉族，浙江天台人，教育、博士生导师，中国工程院院士，中国矿业大学(北京) 校长，从事智能矿山装置、摩擦牢靠性工程和矿山呆板人探求。主办国度“973策动”项目“深部伤害煤层无人采掘装置闭节根蒂探求”、国度“863策动”核心项目“掘进机和采煤机长途监测和掌管闭节手艺”、国度天然科学基金核心项目“煤矿井下无人化综采机组的智能感知与协同掌管根蒂探求”和国度核心研发策动智能呆板人核心专项“大型露天矿呆板人化自决运输装卸编造闭节手艺与使用演示”项目。率先提出矿井擢升机敏能积累造开头艺思绪、基于地舆消息导航的采煤机自决导航截割手艺架构和掘进机平行智能掘支运手艺形式、数字孪生聪慧矿山表面与手艺和煤矿呆板人手艺谱系，研造获胜我国第一台安标认证的煤矿搜救呆板人、主动截割滚筒采煤机、主动截割悬臂掘进机、超长运距永磁电机敏能驱动带式输送机和超重型永磁电机敏能驱动刮板输送机。获国度手艺出现二等奖3项和国度科技进取二等奖1项等科技效果嘉勉，获“中国青年科技奖”、 “寰宇卓越科技就业家”、“何梁何利基金科技进取奖”、“全国能源论坛手艺改进奖”、“孙越崎能源科技大奖”、寰宇“第二届改进抢先奖状”等学术荣耀。E-mail：gesr＠cumtb.edu.cn。

　　刮板输送机运动的掌管手艺至极闭节，智能性尤为紧张。2020年，作家曾提出智采就业面机组的智能性应拥有仿生特色。采煤机坊镳仿生鼹鼠开采窟窿，正在割煤经过中或许完成力感调速、视觉调姿、触觉避障、自确定位、嗅觉探测的自感调温等智能性。液压支架坊镳仿生大象担任重载，正在支护围岩时或许用象腿调力、弓背调高、脊背感知、躯干调姿、自决迈步和视觉分列等智能性。刮板输送机坊镳仿生蟒蛇匍匐，正在运动时呈现出屈伸推动、自决伸直、自感摩擦、自己抗磨、自决调速和自适弯曲的智能性。可弯曲刮板输送机运动机构应有仿生蟒蛇３个自正在度的运动掌管本事，或许自正在协和掌管前向匍匐驱动、侧向弯曲搬动和举头仰起运动。可是，刮板输送机输送煤流的前行运动只可仰赖机头和机尾牵引刮板链，侧向弯曲智能借帮表力推移来完成，其智能性还远不足蟒蛇。永远以还，升高刮板输送机驱动的负载适合性和工况智能性继续是其手艺改进的对象。

　　刮板输送机敏能掌管是采煤主动化、智能化的中心手艺，其闭节正在于驱动职能调控，使采煤就业面煤流运输完成无人化安好高效坐褥。从21世纪开头，我国煤矿刮板输送机经过了单片机掌管、可编程掌管器掌管单机，目前已起色到散布式掌管编造 (DCS)，完成与采煤机、液压支架的交互联动掌管，还可完成综采就业面巷道近程和地面长途监控。

　　起首，作家对刮板输送机可控变速驱开头艺内在举行了科学阐释，并对其起色阶段举行了先容，同时表明白软起动对刮板输送机的紧张性，进而先容了国表里的闭连起色。驱动装配是刮板输送机的心脏，它直接影响刮板输送机的输送本事及就业牢靠性。早期的幼功率刮板输送机采用直接启动格式，导致启动电流和启动加快率很大，存正在启动时电机冲锋力大、影响电网中其他装备运转、电机启动电流过大而发烧等题目。因而，刮板输送机须要可控变速的软启动掌管手艺，共经过双电机驱动、液力巧合器调速、行星差动调速、大功率电机变频调速、永磁电机调速等起色阶段。为领略决刮板输送机满载启动、下降刮板输送机冲锋负荷及防御电机过载等题目，国表里都研发双速变极电机行动重型刮板输送机的驱动装备。双速电机拖动刮板输送机撤废了减速器的液力联轴器，属于刚性传动，不行摄取运输中的动负荷，也无法对输送机供应任何偏护感化，仍会时常爆发断链和废弃电机的事件。对此，美国、德国提出了“软启动”观点，使电机正在空载下启动，到达额定转速后，以无冲锋加快进入安稳运转速率状况。1980年代初，德国恩斯塔夫 (Ensdorf)煤矿把福伊特公司研造的 DTP调速型液力巧合器初次正在2×400kW 刮板输送机运用，通过微机掌管进供词液流量，完成输送机空载启动，使启动经过的电网压降节减10％~14％，昭彰下降了刮板输送机链条磨损和拉伸变形。从此，矿山刮板输送机“硬”传动变为无磨损 “软”传动。目前，液力耦合器正在矿山使用占比40％，用于络续运输板滞占34.4%。其次，核心先容了刮板输送机永磁智能驱开头艺。永磁同步电机是１种诈骗永磁体励磁的同步电机，能完成低转速大转矩传动，与同功率的异步电机比拟，功率因数高5％~10％，拥有发烧量幼、节电、高效的甜头，格表合用于煤矿重型运输装备编造的重载启动与低速运转掌管。目前，大功率永磁防爆变频一体机已遮盖功率55~3000kW、电压660~10000V 的系列产物。永磁电机半直驱刮板输送机庖代古代的“异步电机＋耦合器＋减速器＋刮板输送机” “异步电机＋可控启动装配＋减速器＋刮板输送机”和 “变频器＋异步电机＋减速器＋刮板输送机”驱动格式，正在编造的牢靠性、功率均衡、传动效用、调速职能等方面具备昭彰上风。目前，中国矿业大学 (北京)与山东久鼎板滞创修公司团结研发获胜综采就业面２×1200kW永 磁 电 机 驱 动 刮 板 输 送 机及 配 套 转 载 机 (700kW)、粉碎机 (525kW)全永磁智能驱动输送成套装置，使传动编造集成度明显擢升，传动机构大幅简化。2020年，作家改进提出散布式永磁驱动刮板输送机手艺构念，并发展了手艺计划探求。第三，说明了刮板输送机络续转弯驱开头艺道理及其国表里闭连手艺装置的起色。惯例刮板输送机仅以直线刮板链驱动，遭遇拐角运输巷道时，须用转载机举行搭接，智力完成络续运输，这正在某种水准上弥补了煤流输送编造杂乱性，下降了智能化水准。可弯曲刮板输送机采用动弹机构，可使刮板链转弯驱动，完成拐角络续运输，简化了巷道连合部运输装备的杂乱度，把综采就业面刮板输送机与巷道带式输送机合为一体，越过上风浮现为:撤废了转载机，简化了综采就业面输送编造，下降了输送编造毛病率，节减了粉尘天生量，综采就业面刮板输送机传动部可移至巷道， 采煤性能够截割综采就业面全长煤壁，从而大大加强了刮板输送机主动化运转效用。我国正在这一范围的研发创修20世纪80年代开头起步，2017年６月，阳泉煤业集团与德国HB布朗公司合营研发出SGZ1000/1710型直角转弯大功率重型刮板输送机，同年12月该机正在阳泉煤业集团新元煤炭公司3207综采就业面举行了工业性试验，完成最高月产25万t， 工效为77.7t/工，比古代刮板输送机升高20％。第四，核心说明了刮板输送机敏能掌管手艺起色。刮板输送机自成立以还，掌管格式最初是人为，之后经过了聚会掌管、长途掌管、主动掌管、智能掌管等４个起色主意。1971年，苏联有131个煤矿井下运输、井底车场、固定装备完成了主动化，推动矿井煤炭产量弥补约40％，坐褥工人效用升高30％，劳动坐褥率升高了２倍。苏联煤矿运用主动化刨煤机组，完滋长途启停掌管、刨煤机和刮板输送机驱动机构主动调解、刨煤机处所看管、自移支架、主动掌管、机组运转轨迹直线个全主动化集成演示综采就业面正在凯林莱矿举行井下试验，使综采就业面或许成为一个全部并主动推动采煤，全综采就业面每班只需２名就业职员拘束。2018年，海表刮板输送机敏能掌管手艺变为基于变频手艺的调速掌管，久益公司推出Opti Drive AFC主动掌管编造，完成了刮板输送机链条和负载的适合性掌管。1978年，河北省煤研所与峰峰矿务局煤研所配合研造YZK型煤矿刮板运输机动力载波聚会掌管装配，可同时掌管10台刮板输送机，拥有逆煤流规律延时启动各台刮板输送机、 瞬时结束全线刮板输送机、对刮板输送机的断链和斜链以及电机堵转等时时爆发的事件举行偏护等功效；尚有联络信号、启动预报信号及事件报警信号及显示 各 台 刮 板 输 送 机 运 转 或 事 故 状 态 的 显 示功效。2022年，张家口煤机公司研发出500m超长运距刮板输送机敏能掌管编造，该编造采用现场总线通信格式，集成了变频驱动、工况监测、链条主动医治掌管、伤害区域职员进入检测掌管、数字马达紧链掌管和煤流检测等闭连装备的智能掌管，开辟了多接口、多允诺、当地/长途掌管的成套输送编造集控装配，拥有刮板输送机运转经过智能掌管、工况数据监测、收集、存储、理会、诊断、预警及上传等功效，完成了刮板输送机的正在多种工况下的智能运转。结尾，作家对刮板输送机敏能驱动掌管手艺举行了总结。作家以为，正在过去80年起色经过中，刮板输送机装置改进为归纳板滞化采煤手艺进取奠定了闭节根蒂，也是现在智能化采煤就业面手艺起色的脊梁。智能自适合驱动是智能刮板输送机的中心手艺，目前大功率变频驱动一体机手艺一经成熟使用，但跟着驱动功率进一步增大，散热题目和装备空间过大题目越过，改用永磁电机半直驱手艺形势所趋，这将成为以来智能刮板输送机的主流驱开头艺。跟着单机驱动功率1000kW 以上的永磁电机半直驱刮板输送机的研造获胜，将使刮板输送机正在综采就业面端头占用空间大幅度缩减，明显擢升刮板输送机驱动智能性、装备运转牢靠性、井下空间通顺性和端头顶板支护性。 将来刮板输送机将完成数字孪生智能监控，通过呆板视觉、深度研习、平行智能等手艺调解，或许完成刮板输送机全编造、全时域、全流程的感知、优化、反应和监控，加强刮板输送机感控自决性和智能性，使其到达无人化运转地步。