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        膠帶輸送機(jī)懸垂度對(duì)運(yùn)行質(zhì)量的影響

        2014-10-22 09:33:54
        山西煤炭 2014年6期
        關(guān)鍵詞:塊度托輥膠帶

        喬 星

        (山西西山晉興有限責(zé)任公司 斜溝煤礦, 山西 興縣 033602)

        1 概述

        隨著采煤工業(yè)的發(fā)展,井下運(yùn)輸設(shè)備得到飛速發(fā)展,膠帶輸送機(jī)關(guān)鍵設(shè)備;現(xiàn)階段的膠帶輸送機(jī)運(yùn)行質(zhì)量的好壞,直接影響著井下運(yùn)輸能力。膠帶輸送機(jī)的懸垂度是影響膠帶輸送機(jī)運(yùn)行質(zhì)量的好壞的一個(gè)重要指標(biāo),它影響著其運(yùn)輸能力、貨載塊度、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、托輥間距、傾角等。所以,對(duì)膠帶輸送機(jī)懸垂度分析是具重要意義。

        2 膠帶輸送機(jī)的懸垂度計(jì)算

        由于膠帶是柔性體,它在運(yùn)送物料時(shí)的重力和膠帶自重作用下,膠帶在兩托輥之間有垂度。膠帶垂度曲線的形狀,見圖1;視曲線形狀為拋物線,其懸垂度為兩托輥之間連線的鉛垂距離。

        圖1 膠帶的垂度曲線圖

        根據(jù)平衡條件可得膠帶上任意一點(diǎn)的斜率方程[1]:

        式中:q為貨載單位長(zhǎng)度質(zhì)量,kg/m;qd為膠帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量,kg/m;β為膠帶輸送機(jī)的傾角,°;S為膠帶的張力,N;L為兩托輥間距,m;βx為任意一點(diǎn)處膠帶的張力與水平線之間的夾角,°;x為A點(diǎn)到任意一點(diǎn)處的水平距離,m;將此式(1)積分可得膠帶的一般曲線方程:

        因邊界條件;故膠帶的曲線方程:

        以A、M之間為對(duì)象,對(duì)M點(diǎn)取矩,可得膠帶上任意一點(diǎn)的垂度方程:

        3 膠帶輸送機(jī)的懸垂度分析

        1)運(yùn)輸生產(chǎn)率對(duì)懸垂度的影響。運(yùn)輸生產(chǎn)率是運(yùn)輸設(shè)備單位時(shí)間內(nèi)運(yùn)輸?shù)呢涊d量。由于膠帶輸送機(jī)是連續(xù)式運(yùn)輸,運(yùn)輸生產(chǎn)率與運(yùn)輸距離無關(guān),而與膠帶的運(yùn)行速度有關(guān),因此,膠帶輸送機(jī)單位長(zhǎng)度上的貨載量q為:

        式中:q為膠帶運(yùn)輸機(jī)單位長(zhǎng)度上的貨載量,kg/m;Q為運(yùn)輸生產(chǎn)率,t/h;υ為膠帶的運(yùn)行速度,m/s。從式(5)知,運(yùn)輸能力愈大,單位長(zhǎng)度上的貨載量愈大,懸垂度就愈大,物料在膠帶上就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),也會(huì)加劇膠帶的磨損。

        2)物料的塊度對(duì)懸垂度的影響。物料的塊度愈大,作用在膠帶上的集中載荷愈大,就會(huì)引起膠帶的懸垂度增大;大塊度物料在膠帶上就會(huì)發(fā)生較大的相對(duì)滑動(dòng),甚至大塊度物料在膠帶上發(fā)生跳動(dòng),從而引起膠帶的很快磨損和膠帶運(yùn)行的振動(dòng)。因此,膠帶輸送機(jī)輸送物料時(shí),盡量減小塊度和保持塊度均勻性。

        3)兩托輥間距對(duì)懸垂度的影響。懸垂度和托輥間距的平方成正比。兩托輥的間距增大,會(huì)使懸垂度增加的更快,對(duì)膠帶輸送機(jī)的影響更大。故實(shí)際使用中,對(duì)托輥間距已有規(guī)定,重載段間距為1~2 m,空載段間距為2~3m。為使膠帶輸送機(jī)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和提高機(jī)器的壽命。最大懸垂和托輥間距的關(guān)系應(yīng)為:fmax=ψL.其中ψ為百分比系數(shù),我國一般取ψ=0.020~0.025。當(dāng)最大懸垂和托輥間距符合此關(guān)系時(shí),物料在膠帶上基本不會(huì)相對(duì)滑動(dòng)。

        4)傾角對(duì)懸垂度的影響。膠帶機(jī)輸送物料的極限傾角是在一定懸垂度下能夠安全穩(wěn)定地輸送物料的傾角。實(shí)際上兩托輥間膠帶的曲線形狀近似為拋物線,膠帶上的傾角是變化的。如圖1所示,則B點(diǎn)的傾角為最大,其值為[1]:

        我國膠帶輸送機(jī)一般輸送向上運(yùn)輸?shù)淖畲髢A角β=18°,在不同的ψ值時(shí),其βb值如表1所示。從表1知,懸垂度愈大,實(shí)用傾角愈大;但傾角過大,會(huì)增大膠帶的磨損和運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)性。若減小膠帶的懸垂度,就可提高膠帶輸送機(jī)傾角,從而擴(kuò)大膠帶輸送機(jī)的適用范圍。

        5)初張力對(duì)懸垂度的影響。初張力S和懸垂度的的關(guān)系為[4]:

        膠帶的初張力愈大,膠帶的懸垂度愈小,通過增大膠帶的初張力可減小膠帶的懸垂度,使其膠帶輸送機(jī)的運(yùn)行更平穩(wěn)。但膠帶的初張力不能增加很大,當(dāng)膠帶的初張力增加過大時(shí),會(huì)使膠帶和機(jī)架的受力增加,影響膠帶機(jī)的使用壽命。實(shí)際中,增加膠帶的初張力采用拉緊裝置,如果膠帶的懸垂度不符合要求時(shí),可用膠帶的懸垂度所允許的最小初張力來保證膠帶的懸垂度。

        一般取最小初張力為:Smin=5g(q+qd)Lcosβ.這樣既可保證膠帶的懸垂度要求,使其膠帶平穩(wěn)運(yùn)行,又不使膠帶的初張力過大,增加膠帶的壽命。

        表1 各國的ψ值及βb值數(shù)據(jù)

        4 結(jié)論

        綜上所述,膠帶懸垂度對(duì)膠帶輸送機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量是個(gè)很重要的參數(shù)。運(yùn)輸能力、貨載塊度、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、運(yùn)輸長(zhǎng)度、傾角,對(duì)膠帶懸垂度是綜合影響的,它們之間相互制約,不能單獨(dú)從某個(gè)因數(shù)來考慮。實(shí)際中,保證運(yùn)輸量和滿足塊度要求時(shí),減小懸垂度可用適當(dāng)增加初張力或減小托輥間距的方法來實(shí)現(xiàn)。初張力受到膠帶的強(qiáng)度限制不能增加過大。在向上運(yùn)輸時(shí),沿著運(yùn)行方向膠帶的張力增大很快。當(dāng)張力達(dá)到膠帶懸垂度所允許的最小張力時(shí),托輥間距可不再減小。采用減小托輥間距的方法來增大膠帶輸送機(jī)的傾角時(shí),需要減小托輥間距的組數(shù)并不多;所以,采用減小托輥間距的方法來提高向上運(yùn)輸?shù)膬A角較為合理。

        [1]程烈.帶式輸送機(jī)懸垂度與傾角分析[J].礦山機(jī)械,1992(11):31-33.

        [2]于學(xué)謙.礦山運(yùn)輸機(jī)械[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,1989.

        [3]梁庚煌.運(yùn)輸機(jī)械手冊(cè)(第一冊(cè))[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1983.

        [4]陳維健.礦井運(yùn)輸及提升設(shè)備[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,1987.

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