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        用于大傾角巷道的帶式輸送機(jī)改進(jìn)設(shè)計(jì)

        2019-11-01 01:37:30張紅平
        山東煤炭科技 2019年10期
        關(guān)鍵詞:焊縫

        張紅平

        (霍州煤電鑫鉅煤機(jī)裝備制造有限公司計(jì)劃企管部,山西 霍州 031412)

        1 工程概況

        霍州煤電集團(tuán)龐龐塔煤礦主要可采煤層為山西組7、8兩層煤,其中7號(hào)煤層厚度2.79~6.52m,8號(hào)煤層煤厚1.13~4.96m,7、8號(hào)煤層間距10~20m,煤層中有1~2層夾矸,煤層傾角18°~32°,為急傾斜煤層,應(yīng)用普通帶式輸送機(jī)容易導(dǎo)致煤塊下滑、散落和堵塞等問題。本文以龐龐塔煤礦1705面某巷道為研究對(duì)象,進(jìn)行大傾角巷道的帶式輸送機(jī)改進(jìn)設(shè)計(jì)。

        2 帶式輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)

        2.1 基本情況

        本帶式輸送機(jī)為井下大巷下山帶式輸送機(jī),沿底板呈傾斜布置,機(jī)長前段897.5m,提升高度為H=78.2m,帶式輸送機(jī)傾角24°。本帶式輸送機(jī)為原煤運(yùn)輸帶式輸送機(jī),輸送能力Q=600t/h,原煤松散密度ρ=1000kg/m3,粒度a=300mm,每米膠帶機(jī)上物料重量qG=83.34kg/m。

        2.2 初步設(shè)定參數(shù)

        帶式輸送機(jī)帶寬B=1000mm,速度V=2.0m/s,承載分支托輥間距a0=1.2m,回程分支托輥間距aU=3.0m,每米上托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分重量qRO=10.18kg/m,每米下托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分重量qRU=3.48kg/m,運(yùn)動(dòng)阻力系數(shù)f=0.03,膠面滾筒磨擦系數(shù)μ=0.25。

        托輥槽角λ=35°,上托輥直徑Φ=108mm,L=380mm,軸承為6305/C4。下托輥直徑Φ=108mm,L=1150mm,軸承為6305/C4。導(dǎo)料槽長度4500mm,輸送帶為PVG1600/1型整芯阻燃輸送帶,強(qiáng)度1600S,每米膠帶自重qB=18.5kg/m。

        帶式輸送機(jī)輸送能力計(jì)算:

        Q=3.6×0.1227×2.0×0.95×1000=839.2t/h>600t/h ,滿足要求。

        輸送帶寬度確定:

        B≥2α+200=800mm≤1000mm (最大粒度α=300mm),滿足要求。

        2.3 張力計(jì)算

        (1)按不打滑條件

        F2(S1)min≥FUmax/(eμφ-1)=KAFU/(eμφ-1)

        式中:

        μ=0.3;

        φ1=φ2=225°;

        eμφ=2.67×2.67=7.13。

        F2(S1)min≥25840.66(N)。

        (2)按垂度條件

        承載分支:

        Fmin≥[a0(qB+qG)g]/[8(h/a)adm]=14985.76(N)。

        回程分支:

        Fmin≥(aUqBg)/[8(h/a)adm]=6805.69(N)。

        (3)確定傳動(dòng)滾筒合張力

        功率配比1:1

        FU1=FU2=FU/2=105602.17/2=52801.08(N)

        S14-1-S1=FU2=52801.08(N)

        S14-1=FU2eμ2φ2/(eμ2φ2-1)=84418.50(N)

        S1=S14-1-FU2=31617.42(N)

        第一滾筒合張力:F1=S14-1+S14=231924.57(N)。

        第二滾筒合張力:F2=S14-1+S1=116035.92(N)。

        2.4 拉緊裝置

        拉緊裝置計(jì)算:F0=S3+S2=63867.19(N),拉緊采用頭部下帶ZYL400型自控液壓拉緊裝置絞車張緊,最大牽引力為80kN。配電機(jī)JBY-5.5,功率為5.5kW。

        輸送帶選擇:Fmax=147506.08(N),選用PVG型整芯阻燃帶,其安全系數(shù)應(yīng)為10~12。設(shè)計(jì)安全系數(shù)n1=Gx×B/Fmax=10.84,滿足要求(PVG1600/1)。

        2.5 計(jì)算選型結(jié)果

        (1)帶式輸送機(jī):DTL100/60/2×160型帶式輸送機(jī),B=1000mm,V=2.0m/s,L=897.5m,δ=24°,Q=600t/h。中部Φ800mm雙電機(jī)膠面滾筒驅(qū)動(dòng),下帶絞車?yán)o;(2)輸送帶:采用PVG整芯阻燃橡膠帶,B=1000mm,強(qiáng)度1600S;(3)減速器:DCY450-31.5,2臺(tái);(4)偶合器:YOXⅡZ560,2個(gè);(5)制動(dòng)器:YWZ5-400/80,2個(gè);(6)電動(dòng)機(jī):YBS-160,N=160kW,2臺(tái)。(7)KHP-1型監(jiān)控綜合保護(hù)裝置,1套。

        3 斷帶減速裝置的設(shè)計(jì)

        針對(duì)巷道傾角為24°,對(duì)帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)了斷帶減速裝置,可以有效地緩解煤塊下滑散落和堵塞等問題。斷帶減速裝置的設(shè)計(jì)如圖1所示,該裝置主要包括張緊螺栓1、阻尼板連接座2、張緊座3、阻尼板4等部分。阻尼板位于皮帶下部,兩端用張緊座和張緊螺栓與H支架上的阻尼板連接座連接,采用張緊座和張緊螺栓調(diào)節(jié)阻尼板和皮帶間的間隙距離,保持間距≤20mm。阻尼的尺寸大小必須要保證能覆蓋到皮帶下表面,在兩組相鄰的托輥之間至少放置一塊阻尼板,同時(shí)該斷帶減速裝置可以根據(jù)帶式輸送機(jī)的傾角、負(fù)荷來調(diào)整阻尼板的數(shù)量。

        在應(yīng)用過程中,當(dāng)帶式輸送機(jī)皮帶發(fā)生斷帶故障后,皮帶與貨物一起下落的過程中有利于阻尼板接觸并摩擦,可以有效地延緩皮帶的下落速度,降低故障導(dǎo)致的各種損失。

        圖1 帶式輸送機(jī)斷帶減速裝置結(jié)構(gòu)示意圖

        阻尼板的結(jié)構(gòu)為槽形結(jié)構(gòu),四個(gè)角為圓弧角,采用3mm的板制作而成,不使用焊接的方法,因?yàn)楹缚p會(huì)刮到皮帶造成皮帶損壞。制作阻尼板壓制成型的胎具如圖2所示,此胎具分為上、下胎具。在制作上胎具是壓制阻尼板成形的槽,是由三塊板組合而成,帶角度的圓弧槽1直接氣割成形,帶角度的直邊2也直接氣割成形,三塊板組焊起來就形成阻尼板的形狀。上、下胎具在焊接時(shí)采用CO氣體保護(hù)焊(焊機(jī)型號(hào)YD500/CR2,焊接參數(shù):焊絲ER50-6,直徑1.6mm,焊接電流200~400A,電弧電壓25~43V),根據(jù)帶寬計(jì)算出阻尼板內(nèi)側(cè)為290mm,展開寬度為360mm、長度為870mm,將下好料的板(360×870×3)mm,放入兩胎具之間,用200t壓力機(jī)壓制成型。

        圖2 上、下胎具示意圖

        4 帶式輸送機(jī)封閉式結(jié)構(gòu)改造

        對(duì)帶式輸送機(jī)進(jìn)行了封閉式結(jié)構(gòu)的改造,改造后封閉式結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示,主要包括皮帶、H形支架和托輥,兩側(cè)有擋煤板,擋煤板安裝在H形支架上,擋煤板上方安裝蓋板。

        圖3 擋煤板結(jié)構(gòu)示意圖

        4.1 擋煤板的制作方法

        如圖3所示,下料擋板1、筋板2,將擋板氣割成形按圖示位置尺寸擺放并點(diǎn)焊固定,檢查校正位置尺寸,焊接方法為CO2氣體保護(hù)焊(焊機(jī)型號(hào)YD500/CR2,焊接參數(shù):焊絲ER50-6,直徑1.6mm,焊接電流200~400A,電弧電壓25~43V),將上述點(diǎn)焊固定的各組件焊接牢固。焊縫為連續(xù)角焊縫,焊縫高度不得低于最小板厚,如圖尺寸畫線孔14-Φ18mm,并檢驗(yàn)各尺寸。

        4.2 蓋板的制作方法

        下料40mm×40mm×5mm角鋼、弧板、軸、板,用卷板機(jī)壓出弧板弧度后折兩頭平直部分。畫線鉆孔6-Φ14mm、8-Φ18mm,將加工好的角鋼以中心位置向兩邊反16°焊接在加工好的蓋板上,再將軸和板焊接在蓋板上。焊縫為連續(xù)角焊縫,焊縫高度為5mm,焊接方法為CO2氣體保護(hù)焊(焊機(jī)型號(hào)YD500/CR2,焊接參數(shù):焊絲ER50-6,直徑1.6mm,焊接電流200~400A,電弧電壓25~43V)。

        5 應(yīng)用效果分析

        將改進(jìn)設(shè)計(jì)后的帶式輸送機(jī)應(yīng)用于龐龐塔煤礦1705工作面大巷下山的輸送中,當(dāng)前設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定,運(yùn)行過程中可以較好地解決大傾角面帶來的煤塊下滑、散落、堵塞等問題,降低了相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)損失。

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