带式输送机技术分析与挑战

21世纪以来,随着工业制造水平的提高和电子信息技术的发展,带式输送机的技术发展呈现出大运量、高带速、大功率、长运距、多机型等特点,应用范围涵盖了大中小型井工矿和露天矿的散料运输。


带式输送机关键技术现状分析

1)在高效软启动及功率平衡技术方面, 近几年永磁变频同步直驱系统在矿山带式输送机得到广泛应用。


2)我国输送带动力学行为的研究取得了一定的进展,东北大学、上海煤科等科研单位已开发出带式输送机动态分析软件,并在一些长距离大运量带式输送机上取得了较好的应用效果。

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3)带式输送机运输系统运行的稳定性和可靠性不仅取决于各部带式输送机的运行稳定性和可靠性,还取决于转载点的设计是否合理。


4)随着视频分析技术、人工智能的发展,带式输送机的智能感知技术也得到较快发展。通过视频图像分析技术,宁夏广天下电子公司、上海煤科院均研制了带式输送机实时物料检测、异物识别等设备,可作为带式输送机智能调速的依据,同时及时识别出输送带上的异物可以避免人员和财产损失。


5)带式输送机智能控制技术可以实现带式输送机的节能、高效和可靠运行。通过启停自适应控制、自适应调速、多级协同控制、物料均衡技术等,提高带式输送机的运载效率,平衡各驱动电机的出力,达到节能减排,降低损耗,延长设备使用寿命的经济效益,减少频繁调速,溢料,洒料和重载,并满足现代化运输工业的要求。


6)无人巡检技术采用巡检机器人对带式输送机沿线托辊损坏、断带、纵撕、跑偏、打滑、堆料、火灾等各种事故的有效检测。


7)与带式输送机智能化运行配套的智能化运维管理平台是目前市场上现存产品的短板。传统自动化控制采集设备运行、故障信息并实现控制和监视功能,缺少设备的管理功能,同时未实现数据的共享、深度融合和利用。


有待解决的问题与挑战

1)亟需开展低压陷阻力输送带的相关理论研究和数据测试研究工作,降低带式输送机模拟摩擦系数的设计基准;技术难题在于根据高分子材料动态性能建立橡胶的准确数学模型,这也是研究低阻力输送带的基础。


2)开发的带式输送机动态分析软件与国外已经商业化的分析软件,在黏弹性模型、软件性能、分析结果等方面存在较大差距。


3)自动张紧装置的智能化控制技术和动态响应能力有待提高,同时使张紧的响应速度与张紧车所需要的移动速度匹配,满足输送机启动、停车等各种动态工况。


4)非金属托辊的可靠性还需要进一步验证,耐高温特性需要提高。


5)输送带纵向撕裂检测滞后,为减少输送带纵向撕裂事故的发生,国内外已研究出许多防撕裂保护装置。


6)异物识别、堆积等采用视频图像分析技术易受外界因素和图像噪声影响,需要采用多种滤波方法,提取特征值,算法较复杂。


7)故障诊断和识别准确度较差,目前研究带式输送机机械设备故障诊断的设备企业很多,但是受到检测手段有限和诊断算法的影响,未能在矿山上大规模推广。


8)带式输送机巡检机器人存在下述3方面问题:致爬坡难、功耗高、续航差/功能不足/电池充电困难。


9)带式输送机托辊缺少唯一编号和标识,不利于辨识、维修和查找。


10)矿山设备信息具有保密性,设备投入生产后,设备生产厂家无法取得设备数据接入许可,输送设备的智能化运维受阻。


技术展望

节能环保是带式输送机技术发展趋势之一。未来,永磁驱动技术将进一步与带式输送机深度融合,产生新一代高效集成永磁(滚筒)驱动系统;采用动态设计优化带式输送机布置,优化软启动和功率平衡控制策略,驱动张紧协同控制,减小系统动张力,降低输送带选型,降低系统能耗,降低单位运输成本,提升生产效率。

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