基于滚筒直径偏差的带式输送机功率平衡研究*

赵晓霞，孟文俊，牛雪梅

(太原科技大学，山西　太原　030024)

0　引言

长距离大运量高速带式输送机作为散料的一种理想输送设备，在港口、煤矿等地已得到广泛应用[1-2]，多滚动驱动因能提供更大的驱动力故成为其必选方式，由此导致的各驱动滚筒间总功率的分配就成为研究的焦点[3-5]。本文针对此问题，重点研究各驱动滚筒直径偏差对带式输送机功率平衡的影响规律，为长距离大运量高速带式输送机的设计与制造提供理论基础。

1　数学模型

头部双滚筒驱动为带式输送机常见的多滚筒驱动方式之一，如图1所示。影响带式输送机电动机功率不平衡的因素很多，如驱动滚筒的相对位置、电动机实际参数与出厂参数的误差等。各驱动滚筒直径偏差对带式输送机电动机功率的影响规律为本文研究的主要内容。功率不平衡度λ1、λ2是反映两驱动装置功率分配情况的参数，具体表达式为：

(1)

λ2=-ipeλ1.

(2)

2　滚筒直径偏差的影响规律分析

当各电动机的机械特性相同，同步转速为1 500 r/min，额定转速为1 478 r/min，即se1=se2=se=0.014 7，以钢丝绳芯输送带为研究对象，取弹性伸长率为Δε=0.001 2，这时两个驱动滚筒直径偏差会对电动机的功率不平衡度产生严重的影响。一般来说驱动滚筒直径偏差的范围为-0.004 m～0.004 m，故本文研究中分别取γ=-0.004 m，-0.002 m，0 m，0.002 m，0.004 m。当iPe=1和iPe=2时，计算得到驱动滚筒直径偏差对功率平衡的具体影响如图2、图3和表1、表2所示。

图1　头部双滚筒驱动示意图

图2　iPe=1时滚筒直径偏差γ与功率不平衡度λ1和λ2的关系

3　结论

由表1、表2以及图2、图3可知，各驱动滚筒直径偏差与输送带弹性伸长率同号时的功率不平衡度绝对值大于它们异号时的功率不平衡度绝对值，这是因为电动机不平衡度受到各驱动滚筒直径偏差与输送带弹性伸长率的影响规律相同；而当异号时，在它们的共同

作用下，其对电动机功率的影响效果正好相互部分抵消。在图中的某些特殊情况下，电动机的功率不平衡度显然超过了20%，这说明此时该电动机的运行状态存在问题，相关操作人员应保持警惕。

图3　iPe=2时滚筒直径偏差γ与功率不平衡度λ1与λ2的关系

序号电机编号弹性伸长率Δε滚筒直径偏差γ转差率se实际转矩比iM功率不平衡度λ(%)12345第1滚筒电动机第2滚筒电动机第1滚筒电动机第2滚筒电动机第1滚筒电动机第2滚筒电动机第1滚筒电动机第2滚筒电动机第1滚筒电动机第2滚筒电动机0.0012-0.0040.01471.21050.0012-0.0020.01471.05590.001200.01470.92160.00120.0020.01470.80370.00120.0040.01470.69949.39-9.392.68-2.68-4.024.02-10.7310.73-17.4417.44

表2　iPe=2时不同滚筒直径偏差的功率不平衡度计算结果

参考文献：

[1]刘铁军.大型带式输送机功率配比与带强关系[J].有色冶金设计与研究,2011(增刊1):30-32.

[2]邓永胜.带式输送机多滚筒传动的研究[D].沈阳:东北大学,2000:1-81.

[3]杨忠林.带式输送机多滚筒驱动的特性研究[D].阜新:辽宁工程技术大学,2007:1-72.

[4]王广阔.长距离带式输送机多电机驱动功率平衡的研究[D].合肥:合肥工业大学,2011:1-56.

[5]徐奎照,刘春霞.多驱动带式输送机驱动力分配影响因素的仿真[J].青岛理工大学学报,2008(4):80-83.