常 珉

神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司礦山機(jī)械制造維修分公司

淺析大傾角下帶式運(yùn)輸機(jī)的結(jié)構(gòu)特征及其設(shè)計(jì)

常 珉

神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司礦山機(jī)械制造維修分公司

大傾角是指上運(yùn)傾角18°～28°和下運(yùn)傾角在16°～25°范圍的輸送傾角。為提高中等埋深煤層的開采效率，需要合理應(yīng)用大傾角下帶式運(yùn)輸機(jī)來完成長距離、大運(yùn)量、高帶速的煤炭提升輸送工作?；诖?，本文闡述了大傾角下帶式運(yùn)輸機(jī)型及啟動(dòng)的選擇，對(duì)大傾角下帶式運(yùn)輸機(jī)的結(jié)構(gòu)特征及其設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討分析。

大傾角；帶式運(yùn)輸機(jī)；結(jié)構(gòu)特征；設(shè)計(jì)

一、大傾角下帶式運(yùn)輸機(jī)型及啟動(dòng)的選擇

1、大傾角下帶式運(yùn)輸機(jī)型選擇。大傾角下帶式運(yùn)輸機(jī)的驅(qū)動(dòng)一般布置在機(jī)頭、可單驅(qū)動(dòng)，也可雙驅(qū)動(dòng)，也可選擇中間驅(qū)動(dòng)。通常大傾角下帶式運(yùn)輸機(jī)在機(jī)頭集中驅(qū)動(dòng)最為有利，它占用場地小，布置方便。大傾角下帶式運(yùn)輸機(jī)由于自身的特點(diǎn)，機(jī)頭輸送帶的張力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于滿足滾筒不打滑條件所需的傳動(dòng)滾筒奔離點(diǎn)最小張力。因此機(jī)頭驅(qū)動(dòng)單元的功率配比完全可以根據(jù)現(xiàn)場的條件，本著經(jīng)濟(jì)性、備件通用性的原則任意劃分。為了節(jié)省投資，大傾角下帶式運(yùn)輸機(jī)在功率＜400kW時(shí)，應(yīng)盡可能選擇單電機(jī)、單滾筒驅(qū)動(dòng)。

2、大傾角下帶式運(yùn)輸機(jī)啟動(dòng)方式的選擇。目前啟動(dòng)方式主要有：調(diào)速型液力耦合器、變頻軟啟動(dòng)、CST軟啟動(dòng)。具體表現(xiàn)為：(1)調(diào)速型液力耦合器的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格較低，性價(jià)比高，軟啟動(dòng)性能較好，對(duì)平衡各電機(jī)的功率有很好的作用。缺點(diǎn)是體積較大，占用場地大，油箱發(fā)熱量大，需設(shè)置熱交換設(shè)備。(2)變頻軟啟動(dòng)技術(shù)應(yīng)用在大傾角下帶式運(yùn)輸機(jī)上顯示了其獨(dú)特的優(yōu)越性，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)為：可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間的功率平衡；軟啟動(dòng)性能良好；占用場地??；調(diào)速性能好，有明顯的節(jié)電效果，同時(shí)也滿足了慢速驗(yàn)帶的需求。缺點(diǎn)是高壓變頻器無防爆產(chǎn)品。(3)CST軟啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：軟啟動(dòng)和軟制動(dòng)的性能優(yōu)良；啟動(dòng)后滑差小、效率高。缺點(diǎn)是價(jià)格高，運(yùn)行成本高，使用和維護(hù)不便。通過上述比較，大傾角下帶式運(yùn)輸機(jī)啟動(dòng)方式的選擇原則：驅(qū)動(dòng)單元功率＜500kW時(shí)，優(yōu)先選擇調(diào)速型液力耦合器；驅(qū)動(dòng)單元功率在500～1500kW應(yīng)優(yōu)先選擇變頻軟啟動(dòng)；驅(qū)動(dòng)單元功率＞1500kW以上的應(yīng)考慮選擇CST軟啟動(dòng)。

三、大傾角下帶式運(yùn)輸機(jī)的結(jié)構(gòu)特征分析

目前大傾角下帶式運(yùn)輸機(jī)的結(jié)構(gòu)特征主要表現(xiàn)為。(1)采用四節(jié)深槽托輥組。為了增大物流斷面積，提高輸送能力，以及使傾斜輸送的適應(yīng)傾角增大，一般用梯形或V形斷面。目前常用的深槽形托輥組有5個(gè)托輥，兩側(cè)托輥的槽角增至45°～60°，輸送傾角可達(dá)20°左右。但因中間托輥仍是水平布置，物料少時(shí)，容易下滑，為克服這一缺點(diǎn)，可采用接近V形斷面的四節(jié)深槽托輥組。這種斷面能夠有效提高物料與輸送帶之間的摩擦系數(shù)，從而增大輸送傾角，但為避免輸送帶在側(cè)托輥間的拐角處產(chǎn)生縱向斷裂和塊體在托輥上受擠時(shí)產(chǎn)生自鎖效應(yīng)，側(cè)托輥槽角不能過大。(2)采用人字花紋輸送帶。在普通帶式運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì)中，為了穩(wěn)妥可靠，光面輸送帶上運(yùn)料最大傾角一般為18°，下運(yùn)傾角一般在15°左右。為增大輸送傾角，可在運(yùn)輸機(jī)結(jié)構(gòu)基本不變的條件下采用承載面具有花紋的輸送帶?；y圖案有V形、人字形和波浪形等。由于井下原料有時(shí)含水較大，為便于排水，以采用人字花紋帶為宜。(3)采用振動(dòng)清掃器與回程托輪。使用花紋輸送帶需要解決承載花紋面的清掃問題，尤其是花紋根部的清掃。通常采取以下3個(gè)措施：首先在卸料滾筒處安裝接觸式刮板清掃器，其清掃器壓力較小，用于清除花紋凸面上的浮料；然后采用振動(dòng)清掃器，使粘附在花紋間的粉塵振掉，當(dāng)然花紋間仍不可避免地存在附料；如果回程托輥仍然采用普通平形托輥，由于花紋與平托輥的接觸擠壓振動(dòng)，這部分會(huì)撤落到地面，加大了清理工作，為了減少沿程粉塵的撒落，回程托輥采用托輪支承方式。因輸送帶花紋有較大傾角，故在托輪寬度較小的條件下，運(yùn)行中總有花紋表面與托輪相接觸，以避免輸送帶跳動(dòng)。

四、大傾角下帶式運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì)

1、合理控制運(yùn)輸機(jī)啟動(dòng)、制動(dòng)加速度。運(yùn)輸機(jī)有時(shí)會(huì)滿載停車，然后再滿載啟動(dòng)。這時(shí)運(yùn)輸機(jī)正處于負(fù)功發(fā)電狀態(tài)，因此必須采用有效的保護(hù)裝置以避免在啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)飛車事故。在運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定，運(yùn)輸機(jī)的啟、制動(dòng)加速度必須小于0.3m/s2。減速器的高速輸出軸上增加液力制動(dòng)器，為高速軸制動(dòng)器。在低速軸上面設(shè)置盤式制動(dòng)器，為低速軸制動(dòng)器。解決運(yùn)輸機(jī)的制動(dòng)問題。

2、嚴(yán)格物料運(yùn)行穩(wěn)定性的控制.如何防止物料在輸送帶上的滾動(dòng)和滑動(dòng)，此問題的解決好壞將直接影響著礦井的安全生產(chǎn)。運(yùn)輸機(jī)在向下運(yùn)行時(shí)，物料的重力使其有向下滾動(dòng)的趨勢，傾角越大物料的穩(wěn)定性就越差，就越容易產(chǎn)生向下的滾動(dòng)和滑動(dòng)。當(dāng)運(yùn)輸機(jī)突然停車時(shí)，由于物料慣性因素，它的滾動(dòng)趨勢就更大。當(dāng)下運(yùn)膠帶機(jī)傾角超過物料動(dòng)安息角，或是由于工況的改變?nèi)缢衷龃?，塊度變化，物料產(chǎn)生一個(gè)向下滾滑的趨勢。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測得，物料在小于-19°的坡段也不會(huì)產(chǎn)生向下的滾動(dòng)。對(duì)于運(yùn)輸機(jī)大于19°的坡段，我們采用設(shè)置防滾滑裝置的辦法加以解決。該裝置是采用覆蓋帶型式，對(duì)運(yùn)輸物料加一約束反力，防止物料的滾動(dòng)和滑動(dòng)。

3、改進(jìn)運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行工況。改變運(yùn)行工況就必須適當(dāng)增加運(yùn)行過程中的阻力，使運(yùn)輸機(jī)在比較穩(wěn)定的狀態(tài)下運(yùn)行，最有效的途徑就是使采用阻尼托輥。運(yùn)輸機(jī)的功率隨著所輸送物料的多少不斷的變化，因此當(dāng)輸送量較少時(shí)，運(yùn)輸機(jī)可能處在正功電動(dòng)狀態(tài)，而當(dāng)輸送量較多或滿載時(shí)，運(yùn)輸機(jī)卻又可能處在負(fù)功發(fā)電狀態(tài)，在不同的運(yùn)行狀態(tài)必須采用相應(yīng)的保護(hù)措施以免發(fā)生飛車事故。

4、解決停車時(shí)產(chǎn)生飛帶現(xiàn)象。帶式運(yùn)輸機(jī)實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)滾筒已經(jīng)制動(dòng)時(shí)，由于工作面環(huán)境惡劣、空氣濕度大等原因，容易產(chǎn)生飛帶現(xiàn)象，從而產(chǎn)生巷道堵塞，損壞機(jī)件，影響工作面的正常生產(chǎn)。使用飛帶捕捉裝置能有效地解決上述原因引起的打滑飛帶。

結(jié)束語

綜上所述，運(yùn)輸機(jī)是煤礦開采的重要設(shè)施，其方式受煤層賦存、地形條件、巷道開設(shè)等因素影響，呈現(xiàn)出多種類型，其中帶式運(yùn)輸機(jī)以其運(yùn)輸量大、連續(xù)性強(qiáng)、轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)少、結(jié)構(gòu)簡單以及管理方便等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用，因此對(duì)其進(jìn)行分析具有重要意義。

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[3]孟清義等.大傾角帶式輸送機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)[J].礦山機(jī)械，2016(02)