韋公勛，劉天軍，王立波

(華電重工股份有限公司，北京 100170)

0 引言

帶式輸送機具有建設周期短、運營成本低、穩(wěn)定可靠及易于自動化控制等優(yōu)點，其設計技術(shù)、制造手段已非常成熟，在散狀物料輸送行業(yè)被廣泛應用。常規(guī)帶式輸送機的技術(shù)含量和制造精度不高，我國眾多企業(yè)(包括較多民營企業(yè))都有帶式輸送機的設計和制造能力。目前，使用單位直接與帶式輸送機制造廠合作完成帶式輸送機工程建設已成為一種業(yè)務模式。使用單位提出使用要求并組織帶式輸送機的安裝調(diào)試和運行維護;制造廠按照使用單位的要求，負責帶式輸送機的設計和制造。使用單位在帶式輸送機運行維護方面具有豐富的經(jīng)驗，制造廠則側(cè)重帶式輸送機的設計和制造環(huán)節(jié)。由于雙方分工側(cè)重點不同，作為雙方配合接口的技術(shù)交底和現(xiàn)場指導工作卻落實不到位，在設備安裝和調(diào)試過程中，一些技術(shù)細節(jié)往往被忽視，導致設備不能正常工作或發(fā)生設備損壞事故。本文在輸送機工程實踐的基礎上，對帶式輸送機安裝調(diào)試過程中需關(guān)注的幾個設計要素進行分析和說明，以饗同行。

1 液力耦合器的實際傳遞功率

液力耦合器通過泵輪帶動傳動液，傳動液推動渦輪實現(xiàn)功率的傳遞。由于傳動介質(zhì)為液體，在啟動過程中，傳動液由液力耦合器底部逐漸流入外側(cè)圓周分部的工作腔，實現(xiàn)帶式輸送機相對平穩(wěn)啟動。液力耦合器傳遞功率的范圍較大，在一般情況下，液力耦合器傳遞的最大功率約為最小傳遞功率的2倍。

液力耦合器傳遞扭矩

式中:T為液力耦合器傳遞的轉(zhuǎn)矩;ρ為工作液的密度;qV為工作腔內(nèi)液體體積流量;vu1，vu2為葉輪進出口處液流速度;R1，R2為葉輪進出口半徑。

由式(1)可知，液力耦合器傳遞扭矩在允許的充液范圍內(nèi)與充液量成正比。在設計過程中，技術(shù)人員通過帶式輸送機的軸功率來確定電動機和液力耦合器型號。為避免滿載啟動時產(chǎn)生過大的慣性沖擊力而損壞設備甚至造成人員傷亡，設計人員在計算過程中設定適宜的帶式輸送機啟動加速度。為了保障帶式輸送機較小的啟動加速度，同時避免傳遞功率不足導致滿載啟動困難，必須根據(jù)帶式輸送機的軸功率嚴格控制液力耦合器的加液量。由于不同廠家、不同型號液力耦合器的功率曲線互不相同，根據(jù)每套驅(qū)動單元需要的輸出功率，對照液力耦合器廠家提供的說明書進行查對后，再確認加液量。以廣東中興 YOX875液力耦合器(電動機轉(zhuǎn)速1000 r/min)為例，充液量為50%時，傳遞功率為340 kW;充液量為70%時，傳遞功率為700 kW，液力耦合器傳遞功率與充油率關(guān)系如圖1所示。設計單位應在安裝調(diào)試手冊中給出每臺帶式輸送機的驅(qū)動功率或具體的液力耦合器加液量，安裝調(diào)試單位應按安裝調(diào)試手冊給定數(shù)值和液力耦合器說明書的要求準確添加液力耦合器傳動液。

2 制動器的調(diào)整

在帶式輸送機停車過程中，制動器為控制帶式輸送機停車減速度和停車時間的主要部件，為避免帶式輸送機停車減速度過大和對尾部滾筒、拉緊單元等部件產(chǎn)生過大的慣性力，在安裝調(diào)試過程中，應根據(jù)帶式輸送機的計算結(jié)果對制動器做如下調(diào)整:

圖1 YOX875液力耦合器傳遞功率與充油率關(guān)系曲線

(1)制動器的許用制動力矩范圍較大，為實現(xiàn)設計計算的停車減速度，應按照安裝調(diào)試手冊中設定值的要求調(diào)整制動器的制動力矩。

(2)為實現(xiàn)平穩(wěn)停車制動，可根據(jù)帶式輸送機的慣性質(zhì)量和運行速度來控制制動器的上閘時間。當帶式輸送機主電動機斷電后，在各種阻力的作用下，帶式輸送機速度逐漸下降，當帶速降到一定數(shù)值時，制動器開始上閘，在實現(xiàn)較小停車沖擊的同時，應盡量減小制動器閘瓦的磨損。

(3)為避免系統(tǒng)突然斷電造成帶式輸送機的快速停車，可適當調(diào)整制動器的回油孔隙。通過回油孔隙的變化來調(diào)整制動器，以達到設定制動力矩的時間要求，使帶式輸送機的停車減速度滿足設計條件。

3 拉緊力的調(diào)整

在設計帶式輸送機時，需根據(jù)垂度條件和不打滑條件來確定拉緊力的大小。在計算過程中，模擬了摩擦因數(shù)、滾筒與皮帶之間的摩擦因數(shù)、啟動系數(shù)及各部件的運行阻力等因素，包含了諸多的人為經(jīng)驗因素。設計的拉緊力與設備實際需要的拉緊力有一定差別。因此，為避免滾筒、膠帶、滾筒支架等部件承受較大的拉力，設計人員應在安裝手冊中明確初次拉緊配重數(shù)量或液壓拉緊力的設定值;安裝單位應根據(jù)安裝手冊的要求調(diào)整帶式輸送機的初始拉緊力，在調(diào)試過程中，根據(jù)打滑情況可適當調(diào)整拉緊力的大小。

4 拉緊滾筒初始位置的確定

拉緊滾筒應在各種工況條件下處在有效的行程范圍內(nèi)，以保證拉緊效果。對于拉緊滾筒初始位置的確定，通常需要考慮以下3個方面的因素。

(1)膠帶的伸長量。膠帶安裝后，在拉緊力的作用下，發(fā)生彈性變形，膠帶長度會相應增加;隨著帶式輸送機的運行，膠帶內(nèi)部的原始應力逐漸得到釋放，膠帶也會有一定程度的加長。

(2)拉緊滾筒的浮動范圍。帶式輸送機在啟動或停機過程中，在慣性力的沖擊下，拉緊滾筒會在一定范圍內(nèi)移動。在安裝時，需要在拉緊滾筒的兩側(cè)留有安全空間，避免在慣性沖擊力的作用下拉緊滾筒達到極限位置，造成打滑或撞擊限位擋塊甚至損壞設備。

(3)環(huán)境溫度。在使用環(huán)境高、低溫度差別較大的情況下，在確定拉緊滾筒的初始位置時需考慮膠帶隨溫度變化而發(fā)生的長度變化。鋼繩芯膠帶的線膨脹系數(shù)為12.0×10－6/℃，尼龍膠帶的線膨脹系數(shù)為8.3～7.6 ×10－5/℃。以冬季和夏季高、低溫差50℃計算，以尼龍膠帶長度為300 m的帶式輸送機為例，由于溫度原因?qū)е履z帶伸長或縮短，使拉緊滾筒移動的距離為

式中:下標t為溫度;k為膠帶的線膨脹系數(shù);Δt為環(huán)境最大溫差;L為帶式輸送機長度。

由式(2)可知，拉緊滾筒的行程范圍與環(huán)境溫差、帶式輸送機長度成正比，在溫差大、帶式輸送機單機長度較大的情況下，拉緊滾筒的行程變化范圍較大。所以，需根據(jù)膠帶硫化時的溫度、帶式輸送機長度，結(jié)合環(huán)境的最高、最低溫度適當調(diào)整拉緊滾筒的初始位置。

5 結(jié)束語

為保證設備安全、可靠地使用，實現(xiàn)設計意圖，在帶式輸送機安裝調(diào)試過程中，需根據(jù)設計要求落實液力耦合器加液量、拉緊力及拉緊滾筒的初始位置、制動力矩及制動時間等設計要素。