趙玉良
（中國重型機械協會重型基礎件分會（huì））
1 帶式輸送機傳動係統的基本特點
帶式輸送機（以下簡稱皮帶機）是（shì）一類廣泛應用於（yú）各種散狀物料（liào）或成品物件（jiàn）輸送的通用機械（xiè）產品，在冶金（jīn）、礦山、煤炭、電力、建（jiàn）材（cái）及化工等行業均得以普遍（biàn）應用（yòng）。根據（jù）輸送物（wù）料或應用環境的不同，皮帶（dài）機的類型及安裝方式也各不相同，如從安裝方式（shì）分有水平輸送、斜坡輸送及長距離輸送等。安裝和應用環境的多樣性和複雜性，決定了配套（tào）於皮帶機的傳動係（xì）統的多樣化類型（xíng）及要求。概（gài）括起來，對皮帶機傳動係統的要求可歸納成如下（xià）幾（jǐ）個主要方麵：
（1）由於皮帶機（jī）常常在（zài）帶載狀態（tài）下起動及製動，因此大、中功率皮帶機一般均應有軟起動及軟停車的要求，借此可減緩（huǎn）起動衝擊、降低起動（dòng）電流、提高係（xì）統零部件的壽命及工作的可靠性。同時，采（cǎi）用軟起（qǐ）動及（jí）軟停車措施還可降低帶強等級，也有（yǒu）利於降低整機造價和運行成本。
（2）長距離（lí）皮帶機多采（cǎi）用（yòng）多點驅動，因而存在各驅動點的載荷均衡和功率（lǜ）平衡的要求。
（3）對井下使用的（de）皮帶機，一般要求傳動係統的重量盡可能輕、體積盡可能小，即對傳動係統的設（shè）計和類型選擇有（yǒu）更嚴格的要求。除此之外，傳動係（xì）統還要滿足防爆方麵的要求。
（4）對垂（chuí）直或斜坡（pō）安裝的皮帶機，係統設計中應注意（yì）防逆轉及製動的要求，傳動係統還（hái）存在因逆轉或製動失效而發生“飛（fēi）車”的可能性。齒輪箱停機（jī）時也處於受載狀態，即（jí）靜（jìng）態受載。係統設計及零部件選用時應充分考（kǎo）慮上述工況及由（yóu）此所引發的相關要求。
（5）大、中功率皮帶機的傳動係統在起動、停機或緊急製動時常常會產生（shēng）扭轉振動，必要時應對傳動係統的動力（lì）學性能進行分析和評（píng）定（dìng）。
（6）對安裝於野外或寒冷、酷熱環境下的（de）皮帶機傳動係統（tǒng），應充分注意潤滑油品和潤滑係統冷卻散熱等方麵的適（shì）應性（xìng）。
（7）大、中功率或長距離皮（pí）帶（dài）機傳動係統還（hái）應具有（yǒu）低速（sù）運行功能，以適應檢修及調試驗（yàn）帶時的需要。
（8）皮帶機傳動係統設計時尚（shàng）應充分考（kǎo）慮傳動係（xì）統的安裝、對中（zhōng）及工（gōng）作過程中的相關變形及由此所帶來（lái）的影響，底座及聯（lián）軸器設計選型時應（yīng）注意其良好的適應性和安裝調試的（de）便利性。
2 皮帶機傳（chuán）動（dòng）係統的主要類型
目前，應（yīng）用於皮帶機上的傳動係統構成主要有如（rú）下幾種類型：
（1）電機（jī）＋減速機，兩者之間用一般聯軸（zhóu）器連接，這（zhè）種類型一般用於中（zhōng）、小功率皮帶機。
（2）電機＋液力偶合器（或鋼球聯軸器、液粘離合（hé）器等）＋減速機（jī），可用於軟起動要求不高的中、小功率皮帶機（jī）。
（3）電機（jī）＋可（kě）控起（qǐ）動裝置，主要用於大、中功率或（huò）多點驅動的皮帶機。
（4）變（biàn）頻電機＋減速機，適（shì）用工況同（3）。
此外（wài）在進行傳動係統設計時，對於（yú）斜坡安裝的皮帶機，傳動係統還應包括有（yǒu）逆止器、製動器等部（bù）件。為便於安裝對中，亦有直接將（jiāng）電機與減速機（jī）置於同一剛性底座上，並設計成擺動結構，成（chéng）為一相對獨立的功能模塊。
應用於皮帶機上的（de）減速機主要有（yǒu）下麵幾種：
（a）圓柱齒輪或圓錐圓柱齒輪減速（sù）機。
（b）行星（xīng）齒輪或圓錐齒輪（lún）與（yǔ）行星傳動的（de）複（fù）合齒輪箱。
（c）可控起動行星齒輪傳動裝置。
此（cǐ）外（wài）還包括（kuò）了一些其它類型的（de）傳動裝置，如（rú）電動滾筒，因其一般隻用於小功率傳動，不予討論（lùn）。有關各類齒輪箱的特點及性能，詳見有關（guān）文獻，不再贅述。
3 皮帶機傳動係統（tǒng）的（de）故障（zhàng）及質量影響因素（sù）分析
由於各（gè）方麵的原因，皮帶機傳動係統工作過程中（zhōng）出現的故障也多種多樣，常見的故障主要有：
（a）齒輪或軸的斷裂；
（b）齒麵點蝕（shí）、膠合、燒傷；
（c）軸承滾道點蝕、剝落（luò）或燒傷；
（d）齒輪箱振（zhèn）動過大、箱（xiāng）體開裂；
（e）齒輪箱潤滑係統故障、整機發（fā）熱；
（f）摩擦片燒（shāo）傷或失效；
（g）逆止器、製動器失效。
皮帶（dài）機傳動係（xì）統出現故障，輕者影響係統正常工作，嚴重時會使得皮帶機無法正常工作，這對於一些連續生產（chǎn）線或重要應用場合如電力、港口、煤礦、冶金等行業，將會帶來嚴重後果。正是（shì）基於如上（shàng）考慮，一些設計者或用戶往往不仔細認真地分（fèn）析失效或引起故障的原因是什麽，而簡單武斷地就認為國內產品（pǐn）質量不行，因而把配套傳動產品（pǐn）直接選用國外品牌，認為這樣（yàng）就可以萬無一失。而事實上，由於未對故障失效的本質問題研究（jiū）透徹，改進措（cuò）施未跟上，許多選用國外（wài）品牌的皮帶機仍然出現了許多傳動係統的故障或失效，因而同樣未能達到解決問題之目（mù）的。
那麽，影響皮帶機傳動係統正常（cháng）工作的因素究竟有哪些？本文從（cóng）減速器（qì）的自身質量、傳動係統設（shè）計（jì）、產品選型及安裝維護如（rú）下幾個（gè）方麵進行全麵分析。
3.1減速器的自（zì）身質量及影響因素
影響減速器質量的因素包括了：
（a）設計因素；
（b）材料和熱處理；
（c）加工製造工（gōng）藝；
（d）裝配及試驗。
對設計方麵的因素，選用定型係列產品或有著豐富產品開發經驗的（de）單位開發的產品一（yī）般都均有保障，不會成為問題。
對材料和熱處理方麵的要求，對較為重要的應用場（chǎng）合（hé）或對產品（pǐn）可靠（kào）性要求（qiú）較高時，根據（jù）應用的（de）具體情況，用戶（hù）應指定主（zhǔ）要（yào）零件材料的牌號、探（tàn）傷類（lèi）型及級（jí）別、熱處理質量等級及要求（qiú），明確了這些要求，同時選定（dìng）好具（jù）備相應的製造條件（jiàn），市場信譽好的企業，這（zhè）樣連同後麵的加工製造工藝和裝配試車要求等一般（bān）都不（bú）會成為問題（tí）了。
一般地，對（duì）應用於皮帶機傳動係統的齒輪材料及相關要求，可參見下表示。
表1 齒（chǐ）輪材料及相關（guān）要求
3.2傳動係統設計方麵的問題
合理的傳動係統設計（jì）對整機，也包括齒輪箱在內的各個零部件的工作可（kě）靠性有著決定（dìng）性（xìng）的影響。不同類型及應用環境下的皮帶（dài）機，其傳動係統（tǒng）應（yīng）按本文前麵述及的（de）要求，首先選擇類型和（hé）結構型式，然（rán）後再進行係統的整體設計和零部件設計或選型。一個科學合理的傳動係統是在結構功能性、經濟性和安全性方麵綜合考慮平衡的結果。一般地，傳動係統設計應重點關注下述幾個方麵的問題：
（1）合理進行（háng）係統軟啟動及軟停車方（fāng）式的設計選擇。合理的軟起動及停車方式對（duì）減緩係統衝擊、降低動載荷（hé）、延長零部件壽命有著（zhe）決定性的影響。對（duì）皮帶機而言，目前采用的軟起動方式，如變頻調速、液控軟起動、液力偶合器及鋼球（qiú）聯軸器（qì）等分別適用（yòng）於不同的工況和條（tiáo）件（jiàn）。如對大功率長距離的多點驅動皮帶機，考慮到軟起動和多驅動點功率均（jun1）衡的要求，應（yīng）選用可（kě）控軟起（qǐ）動係統，如液控（kòng）軟起（qǐ）動裝置。選用時起動加速度曲線及（jí）起動時間和加速度的（de）限定值應按照對皮帶機的動（dòng）態特性分析一並進（jìn）行，並滿足有關規範要求，以實現整機優異的動力學性能。常見軟起（qǐ）動技術（shù）的類型、特點及選用可參見有關（guān）文（wén）獻，不再詳述。
（2）對傾斜安裝的上、下行帶式輸送機，其（qí）製（zhì）動係統設計時應注意采取措施控製製動時間和製動加速度，以減緩製動過程中對包括齒輪（lún）箱在內的（de）係統衝擊。應盡量采用（yòng）分級製動、可控製動及（jí）低（dī）速製動，應力求避免高速製動。
（3）采（cǎi）用電（diàn）機和液力偶合器或調速型液力偶合器的組（zǔ）合（hé）傳（chuán）動型式，選型（xíng）時要進行電機外特性曲線和液力偶合器特性曲線的匹配（pèi）性檢驗，應（yīng）保證係（xì）統工（gōng）作時的工作（zuò）點位（wèi）於高效（xiào）工（gōng）作區間。
（4）對大功率或高可靠性要求的皮帶（dài）機，應對其傳動係統進行動力學建（jiàn）模分析，並滿足以（yǐ）下動力學設計準則：
（a）係統工作（zuò）頻率及其它特征頻率應遠離各階固有頻率；
（b）第二階固有（yǒu）頻率應為（wéi）階固有頻率的二倍（bèi）以上，以後各相鄰固有頻率之比≥1.3，分布要合理；
（c）振型圖的節點不（bú）能位於齒輪上；
（d）Z大轉矩與其平均值之比不大（dà）於2.5。
當分析評定結（jié）果不符（fú）合上述（shù）要求時，應通（tōng）過改（gǎi）變傳動鏈（liàn）的相關（guān）設計（jì）參數或結構參數進行調整，必要時需更換相關聯接零部件（jiàn）的類型，以力（lì）爭實現上（shàng）述目標，並由此（cǐ）使係統獲取良好的動態性能，進而保證皮帶機安全可靠工作。
（5）傳動係統選用（yòng）的聯軸器應滿足相應工（gōng）況要求，同時亦要考慮對中、拆卸及維修的便利性。如對長距離大功率傳動，應選用傳遞轉矩大、對中心及角向偏差補償能力強、吸振性能好、環境適應（yīng）性強的蛇形彈簧聯軸器、鼓形齒聯軸器、膜片聯軸器等。一般（bān）傳動可選用彈性柱銷聯軸器、彈性塊聯軸器等。當選用具有軟起動性能（néng）的鋼（gāng）球聯軸器時，可將起聯接和軟起動功能的兩（liǎng）類聯軸（zhóu）器複合為一體，以（yǐ）取得更（gèng）為優（yōu）異的綜合性能。
3.3正確選型
選型即（jí）為正確選定所用齒輪（lún）箱的類型及規格。齒輪箱（xiāng）的類（lèi）型主要是由應用的具體環境（jìng）和布（bù）置方式所決定。如軟起（qǐ）動要求較高時可選用（yòng）具有（yǒu）可控起動功能的產品；要求（qiú）體積小、結（jié）構緊（jǐn）湊時，一般應選用行星齒（chǐ）輪減速器，亦可選用（yòng）軸裝式圓錐圓柱齒輪減速器等。
在決定齒輪箱的規格時（shí），應（yīng）綜合考慮載荷狀況，如Z大（dà）負載（zǎi）、衝擊（jī）情況、反向製動要求等，此外還要考慮起動頻率（lǜ）、應（yīng）用環（huán）境條件等，據此按產品選型要求認真計算選定規格，注意選定的機械功率、熱功率均要滿足使用要求（qiú）。
為達到選型既經濟又安（ān）全，準確了解皮帶機的載荷及工況至關重要。選型前應對工作載荷進行（háng）準（zhǔn）確的分析計（jì）算和評估，即（jí）應對皮帶（dài）機的載荷譜有一個全麵（miàn）準確的評定。因此主機設計製造單位、傳動件供應商及（jí）用戶要充分溝通、交流，以使Z終的選型準確、可靠。必要時也要對原動機的工作狀（zhuàng）況，如起動力矩、Z大過載力矩、工作特性曲線（xiàn）等進行（háng）全麵了解，以充分（fèn）保證係統工作的匹配和合理。
3.4精心安裝及維護
對一個傳動係統而言，合理（lǐ）的安裝方（fāng）式和精度對（duì）正常工作有著重（chóng）大影響，尤其是在對中誤差較大時會有很大的附加載荷，會影響相關軸係如軸承及軸（zhóu）的工作（zuò）壽命及可靠性，同時在設備工作過程中也要隨時對軸（zhóu）係偏差（chà）進行監控，一旦（dàn）發（fā）現異常應及早處理，以防發（fā）生不利的變化時導致事故。
傳動係（xì）統的潤滑冷卻裝置也要時刻處於正常狀態，注意使用產品說明書規定的油品並定期更換，或者按照油品分析結（jié）果（guǒ）決定何時更換。冷卻器結垢（gòu）後要及時清理，以免影（yǐng）響（xiǎng）冷卻效果。極端應用環境下的油品一定要與之相適應（yīng），如極（jí）低溫度或高溫時應選用合成油等。
對應用可靠性較高的皮帶機（jī），傳動係統應配置在（zài）線振動、潤滑、溫度（dù）等方麵的監測裝置，以隨時對係統工作狀態進行監測，當（dāng）發現異常時，可報警並提醒（xǐng）及時對發現問題進行處理。
4 國內減速機技術現狀及評價
我（wǒ）國的減速機行業是六（liù）十年代開始起步，改革開（kāi）放後得以高（gāo）速發展（zhǎn）的。特別是在近二十多年來，隨著許多大（dà）型國企及民營企業的介入（rù），行業技術（shù）水平得以迅速提（tí）升，許多過去依賴進口的減速機產品已逐步被國（guó）產化產品所替代。總體來講，國內主流廠家減速機產品的性能已基本與國外同類產品先進水平相當。
對帶式輸送機上（shàng）采（cǎi）用的液控軟起動裝置，亦即常說的（de）CST傳動，多年來（lái）國內許多單位也都進（jìn）行了大（dà）量研究和開發。中重院有限公司（sī）早在2000年就已（yǐ）對其傳動（dòng）機理（lǐ）、控製特性、摩擦散熱特性、結（jié）構設計及係列化問題進行（háng）過係統分析，並完成了多個規格的方案設計。
對采用通用（yòng）係列減速機的皮帶機，多采用ZLY、ZSY、DBY、DCY係列產品，由於上述（shù）產品（pǐn）均為二十多年前（qián）開發設計的，無論是產品性能還是外觀造（zào）型，均已陳舊落後（hòu）。因此中重院有限公司又相繼開發（fā）了MP、MR係列模塊化齒輪減速器（JB/ZQ6101-2001），以及可和國外產品互換的P係列齒輪減速器。此外國內許多其它廠家也陸續開發了多種類型的（de）大、中功率通用係列（liè）產品為（wéi）皮帶機配套，目前國內能夠為皮帶機產品提（tí）供高可靠性產品的（de）廠家已有許多，可供用戶進行充分選擇。
多年來（lái）許多行業的關鍵傳動件產品的應用實踐已充分證明國內減（jiǎn）速機行業有足夠的實力（lì）為各行業提供高端的傳動設備，國內目前傳動件的（de）整體技術水平已（yǐ）基本達到國外同類技術先（xiān）進水平（píng），並具有穩定（dìng）批量提供（gòng）高可靠性產品的能力。但應（yīng）說明的是，如同（tóng）國內許多行業一樣，減速機行業也存（cún）在企業數目眾多，水平參差不齊。不同層次的主機產品應選用不同性能級（jí）別的傳（chuán）動件產品，選對合作夥伴這才是使用者應首先予以考慮的問題。
5 小結
基於皮帶機對與其配套的傳（chuán）動係統的要求，本文從（cóng）技術設計、產品選型、使用與維護及行業技術現狀幾個方麵討論了相關聯（lián）的一些問題，充分肯定了國內有能力為皮帶機提供適用的配套傳動件產品，用戶不必盲（máng）目迷信國外品牌，至少應將兩者置於對等地（dì）位（wèi），公（gōng）平進行競爭、評判。
對國內產品，除正確進行傳動係統的總（zǒng）體設計和產品選型及安裝、使用、維護得當外，在確定產品（pǐn）的采購價格時，應根據產品品質（zhì）給出一個公平合理的訂貨價格，而不應對國外產品可（kě）給出一個很高的采購價格，而（ér）對國內產品則拚命壓價，造成國內外同一產（chǎn）品價格相差很大，卻要求產品品質一樣，這顯然也有失公允。一個公平、公正（zhèng）的競爭（zhēng）環（huán）境方能準確（què）合理地對中（zhōng）外品牌（pái）進（jìn）行評判、比較，這同時對製造商和用戶都是有利的。
綜上述，概括起來，一個安全及運行可靠的皮帶機傳動係統應（yīng）從如下六個方麵得以保證，這就（jiù）是：係（xì）統設計科學；產（chǎn）品選（xuǎn）型正（zhèng）確；成交（jiāo）價格公道；安裝使用合理；維護保養得當（dāng） ；安全監（jiān）控到位。
認真遵從上述（shù）原（yuán）則（zé），通過主機（jī）廠（chǎng）、傳動件供應商及使用方的密切配合和通力合作（zuò），就（jiù）一（yī）定能達到皮帶機安全、可靠運行（háng）之目的。
