師 敏,王邦星
(汾西集團宜興煤業(yè)有限公司,山西 孝義 032300)
斜井強力皮帶選用起吊設備的技術分析及實踐
師 敏,王邦星
(汾西集團宜興煤業(yè)有限公司,山西 孝義 032300)
分析了強力皮帶起吊牽引的方法,通過實踐發(fā)現(xiàn)起吊理念要點,結合實際情況推薦起吊最佳方法。
皮帶;牽引;摩擦;歐拉;導鏈
山西汾西宜興煤業(yè)有限責任公司主斜井強力皮帶,是山西省最長坡度最大的皮帶之一,全長1386m,坡度為 25°,強力皮帶機型號為DTL120/630×3/650。電機功率為3臺630kW電機(現(xiàn)使用2臺)減速器為SEW型ML3PSF120,最大提升能力300萬t?,F(xiàn)為120萬t,帶寬1.2m,帶速3.15m/s,強力皮帶為ST4500,皮帶質(zhì)量為62kg/m,機頭卸煤滾筒為φ620mm×1400mm,聯(lián)軸器軸位為φ340,在試運行空載時,滾筒軸從未上電機側(cè)距軸端約1/3處斷裂,由于及時發(fā)現(xiàn)未造成其它事故,由于要更換滾筒,需將強力皮帶牽引起吊到一定位置才能將滾筒從機頭架上拆出,才能更換新滾筒,經(jīng)本公司相關人員討論形成三種方案。
第一種方案,用回柱絞車與滑輪組組合,形成拉力,將絞車固定在將要安裝第三臺驅(qū)動裝置的位置上,滑輪組定滑輪固定在機頭大架上,用夾具將皮帶夾住。動滑輪組與其固定在一起,同時松動機尾漲緊裝置,通過計算只須移動4m即可。
第二種方案,經(jīng)計算皮帶下滑力為72t,用兩個40t導鏈將皮帶牽引。
第三種方案,是工人師傅在實踐中對普通斜井皮帶常用的一種方法,即皮帶倒拉法,詳細的方法是將皮帶打倒轉(zhuǎn),用皮帶上的電機倒轉(zhuǎn)牽引皮帶回空段,并將其拉至需要的位置。
第一種方案優(yōu)點:起吊時可省大量的人力;采用滑輪組可省力(現(xiàn)為10輪滑輪組,可最大省11倍的力);20t回柱絞車易于尋找(本公司就有20T絞車);開??呻S意控制。
缺點:對皮帶夾具要求嚴格。運行速度不平穩(wěn),受外界影響大。
第二種方案優(yōu)點:運行平穩(wěn);產(chǎn)生的摩擦阻力和加速度影響小。
缺點:40t導鏈購買須定做;皮帶夾具要求嚴格;耗費大量的人力,起吊距離越大人越費力;當人員不足時影響工期。
第三種方案從理論上說可以使用,在斜井中普通皮帶上已實踐過,因為從歐拉公式和功率公式可知歐拉公式
式中:FL為主滾筒相離點的張力,N;FYmax為極限平衡狀態(tài)下主動滾筒相遇點的最大張力,N;α為膠帶在主動滾筒上的圍包角,rad;μ為膠帶與主動滾筒的摩擦系數(shù);e為自然對數(shù)的底,2.71828。
功率公式 P=F·V.
式中:P為功率,kW;F為受到的力,N;V為在力的作用下產(chǎn)生的速度,m/s。
要想有足夠的拉力,在功率不變的情況下,速度越小,拉力越大,而強力皮帶使用了變頻器,其特點為在低于工頻時恒功率,即滿足功率一定,而變頻器又可調(diào)速,滿足了拉力與速度變化的要求。
而歐拉公式說明要牽引皮帶須滿足滾筒與皮帶有足夠的摩擦力,而摩擦力中摩擦系數(shù)不變,只有增加正壓力來提高摩擦力,可采用絞車拉滾筒圍包角以外部分的皮帶,用以增加皮帶與滾筒的摩擦力,當皮帶的拉力等于皮帶下滑力時,皮帶就停止運動,若大于其下滑力,皮帶前進,小于下滑力則皮帶下滑,當皮帶下滑時,皮帶的正壓力又隨之增加,拉力變大,總之:必有一點是皮帶既下滑而又未下滑的力,即臨界狀態(tài),在臨界狀態(tài)下,工人們可將拉起的皮帶固定,這樣,其優(yōu)點為減少大量的人力,物力;須要多工種,多方位的人員配合。時間短。
缺點是人們沒有在大功率的皮帶上實踐過,存在不確定因素;人們對技術知識認識不夠,特別是變頻器對皮帶的作用,即機電分家。不能正確使用機電設備的性能;對設備的可靠性,要求嚴格(包括夾具)由于對技術認識的不足,經(jīng)決定使用第一種方案。
安裝20t絞車后采用了10組滑輪組,3根繩穿繞起吊,皮帶不動,后采用了7根繩穿繞,皮帶前近3.15m后不再前進,連續(xù)幾天仍不見效果,后用了導鏈將機尾平段拉一導鏈后才牽引夠4m。前后安裝共用了11d。
后來,更換滾筒軸承時,采用第二種方案,僅用一天時間安裝完畢。
第三種方案沒有試驗,但本作者傾向于第三種方案。
1)20t回柱絞車銘牌有誤:在20t絞車上寫有最大拉力為20t,而其最小速度為0.2m/s,功率為20kW。
據(jù)公式F=P/V=20×103/0.2=10t.
即最大拉力為10t,而不是20t。即最大拉力僅有70t。
2)拉力有變化:根據(jù)公式P=F·V計算可知,功率一定的情況下,速度與力成反比,絞車在運行中由于絞車鋼絲繩在纏繞中運行,外圈的角度與內(nèi)圈角素速度相等,而線速度為
v=r·w式中:v為線速度;r為半徑;w為角速度。
與半徑成正比,而半徑隨鋼絲繩纏繞直徑增大,拉力減少,所以拉力越來越小。其圖如下:
加速度的影響變化的是外界托輥等阻力,對皮帶拉力的影響,托輥隨速度增加而阻力增大(因為是前傾托輥),所以加速度要增加。
3)絞車固定方向與皮帶運行方向不平行存在分力。致使向上拉力減少。
為什么兩個20t導鏈能拉動79t的皮帶呢?
因為在計算中是把上下皮帶全部加上,因此下皮帶僅為一半的力,且下皮帶摩擦阻力小、皮帶有200m的平段,所以能拉動。
經(jīng)事實證明,不能完全相信銘牌和技術說明,其安全系數(shù)應按標準校驗;導鏈拉力均勻,起吊牽引優(yōu)先考慮導鏈;絞車受緒多條件限制,無法滿足牽引要求,在其加速度變大時無法滿足要求。
Analysis and Practice oFStrengthened BelTTechnology oFHoisting Equipments in inclined shafts
SHI Min,WANG Bang-xing
(Yixing Coal Co.,Fenxi Group,Xiaoyi Shanxi 032300)
The paper analyzes traction method with strengthened belt.In practice,the author summarizes main points oFhoisting principle and finds ouTthe besTapproach.
belt;traction;friction;Euler;chain
TD528+.1
A
1672-5050(2011)07-0043-02
2011-04-29
師 敏(1968—),男,山西平遙人,本科,從事煤礦管理工作。
劉新光