李 軍

（山西潞安化工集團(tuán)余吾煤業(yè)公司， 山西 長(zhǎng)治 046100）

引言

帶式輸送機(jī)為煤礦生產(chǎn)必不可少的主要運(yùn)輸設(shè)備，承擔(dān)著煤炭、物料以及矸石等的運(yùn)輸任務(wù)。隨著煤炭開(kāi)采工作面距離的不斷延伸、生產(chǎn)效率的大幅提升，帶式輸送機(jī)朝著長(zhǎng)距離、大運(yùn)量及高運(yùn)速的方向發(fā)展。在實(shí)際生產(chǎn)中，帶式輸送機(jī)與工作面生產(chǎn)能力、地形地質(zhì)條件等因素相互匹配，可達(dá)到最大運(yùn)輸效果且能耗最低[1]。因此，帶式輸送機(jī)的配套選型必須根據(jù)煤礦生產(chǎn)情況進(jìn)行。

1 帶式輸送機(jī)的總體設(shè)計(jì)技術(shù)研究

根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，可將帶式輸送機(jī)分為普通帶式輸送機(jī)和帶有特殊結(jié)構(gòu)的帶式輸送機(jī)。一般的帶式輸送機(jī)主要包括驅(qū)動(dòng)滾筒、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、輸送帶、張緊裝置、換向滾筒以及中間接頭等裝置[2]。本文所設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)為下運(yùn)式帶式輸送機(jī)，特針對(duì)帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)方案、制動(dòng)方案以及軟啟動(dòng)方案等進(jìn)行研究。

1.1 帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是帶式輸送機(jī)穩(wěn)定、可靠、高速運(yùn)行的動(dòng)力源，是整機(jī)的關(guān)鍵部件，也是決定帶式輸送機(jī)能夠高效發(fā)揮運(yùn)輸效率的關(guān)鍵。一般情況下，要求帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置能夠保證設(shè)備平滑、平穩(wěn)地啟動(dòng)，不能出現(xiàn)超速、打滑、滾料和滑料等故障。對(duì)帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)確定需綜合考慮如下因素：

1）當(dāng)帶式輸送機(jī)本身負(fù)載量較小或者空載工況下，設(shè)備松閘后要求其不能夠自動(dòng)啟動(dòng)。

2）當(dāng)帶式輸送機(jī)輸送帶的負(fù)載較大時(shí)，在設(shè)備松閘后，要求其能夠以較小的加速度完成啟動(dòng)，避免較大加速度對(duì)系統(tǒng)造成沖擊。

綜合上述兩項(xiàng)因素，在當(dāng)前多電機(jī)或者單電機(jī)驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)上，應(yīng)配有相應(yīng)的軟啟動(dòng)裝置。為了滿足工作面的運(yùn)輸要求，一般選用多電機(jī)對(duì)設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)[3]。

1.2 帶式輸送機(jī)制動(dòng)技術(shù)

制動(dòng)系統(tǒng)為帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵組成部分，一般的制動(dòng)系統(tǒng)要求其可對(duì)制動(dòng)力矩進(jìn)行控制、具備斷電控制功能、可滿足井下防爆要求、具有節(jié)能運(yùn)行的優(yōu)勢(shì)等。目前，可應(yīng)用帶式輸送機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的裝置包括有自冷盤式制動(dòng)裝置、液力制動(dòng)器、液黏制動(dòng)裝置和液壓制動(dòng)器等[4]。帶式輸送機(jī)制動(dòng)方案要保證制動(dòng)系統(tǒng)具有高可靠性，實(shí)現(xiàn)雙保險(xiǎn)；要綜合考慮制動(dòng)性能和成本。

2 帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)

2.1 帶式輸送機(jī)基本參數(shù)的確定

本文所設(shè)計(jì)的帶式輸送機(jī)應(yīng)用工作面參數(shù)如下：工作面走向長(zhǎng)度，即運(yùn)輸距離為3005 m。結(jié)合工作面的生產(chǎn)能力，要求帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸能力大于1800 t/h。此外，帶式輸送機(jī)的其他原始參數(shù)如表1 所示。

表1 帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)原始參數(shù)

2.1.1 帶式輸送機(jī)輸送帶的設(shè)計(jì)

輸送帶為直接承擔(dān)運(yùn)輸任務(wù)的載體，合理完成輸送帶的選型是帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。目前，煤礦生產(chǎn)中帶式輸送機(jī)輸送帶的普遍運(yùn)速為1.25～4.00 m/s。本工程初步擬定帶速為3.15 m/s。

計(jì)算帶式輸送機(jī)輸送帶的寬度B：

式中：Q 為設(shè)備的運(yùn)輸能力，取值為1800 t/h；K 為煤炭斷面系數(shù)，取值為452；v 為初步設(shè)定的運(yùn)輸速度；γ為煤炭的容重，取值為0.9 t/m3；c 為工作面傾角對(duì)煤炭輸送量的影響系數(shù)，取值為0.97。

將上述參數(shù)代入式（1）中，得出帶式輸送機(jī)輸送帶的寬度為1200 mm。

同時(shí)，結(jié)合當(dāng)前工作面常選用的輸送帶的類型，本工程選用型號(hào)為ST2500 型的輸送帶。

2.1.2 輸送帶的布置形式

本工程采用多電機(jī)對(duì)設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。為了降低輸送帶的強(qiáng)度，本工程采用輸送帶頭部雙滾筒驅(qū)動(dòng)的方案進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。同時(shí)，將帶式輸送機(jī)的張緊裝置布置于驅(qū)動(dòng)滾筒后部，有利于輸送帶的自動(dòng)張緊功能的實(shí)現(xiàn)[5]。此外，在滿足設(shè)備運(yùn)輸任務(wù)的情況下，要盡可能地降低成本。帶式輸送機(jī)各類托輥組之間的間距設(shè)置如表2 所示。

表2 帶式輸送機(jī)各類托輥的間距及直徑

綜上，得出帶式輸送機(jī)輸送帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量為42.36 kg/m，物料的單位長(zhǎng)度質(zhì)量為159 kg/m，托輥旋轉(zhuǎn)部分的單位長(zhǎng)度質(zhì)量為10.21 kg/m。

2.2 減速器的選型設(shè)計(jì)

減速器選型的主要依據(jù)為傳動(dòng)比i。

式中：n 為驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，取值為1485 r/min；D為驅(qū)動(dòng)滾筒直徑，取值為1400 mm；v 為輸送帶運(yùn)速，取值為3.15 m/s。

將上述參數(shù)代入式（2）中，得出所選型減速器的傳動(dòng)比大于34.54。結(jié)合市面上減速器的類型，最終選取型號(hào)為B3SH15-35.5 的減速器，該型減速器的具體參數(shù)如表3 所示。

表3 B3SH15-35.5 減速器主要技術(shù)參數(shù)

2.3 其他裝置的選型設(shè)計(jì)

主要對(duì)制動(dòng)器、軟啟動(dòng)裝置進(jìn)行選型設(shè)計(jì)。

1）制動(dòng)器。根據(jù)《煤炭安全規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定，要求所配置的制動(dòng)器提供的制動(dòng)力矩不得小于其實(shí)際生產(chǎn)中所需制動(dòng)力矩的1.5 倍。結(jié)合驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最大制動(dòng)力得出系統(tǒng)所需的制動(dòng)力矩最小應(yīng)為146718 N·m。因此，最終確定選型制動(dòng)器的型號(hào)為KZP-1400，該型制動(dòng)器所能提供的制動(dòng)力矩為152000 N·m，配置制動(dòng)力矩的臺(tái)數(shù)為兩臺(tái)。

2）軟啟動(dòng)裝置。其主要作用是減小帶式輸送機(jī)在啟動(dòng)階段對(duì)系統(tǒng)造成的沖擊。目前，針對(duì)帶式輸送機(jī)主要采用的軟啟動(dòng)裝置為液力耦合器，結(jié)合該帶式輸送的額定功率，選用型號(hào)為YOTCK560 的軟啟動(dòng)裝置。

3 結(jié)論

帶式輸送機(jī)為綜采工作面的主要運(yùn)輸設(shè)備，實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)與綜采工作面生產(chǎn)能力、地質(zhì)條件等因素的匹配性設(shè)計(jì)，是保證工作面高效、安全運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)。本文以實(shí)際綜采工作面為例，從理論層面完成了帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)計(jì)，并完成相應(yīng)關(guān)鍵裝置的選型。

1）滿足工作面運(yùn)輸要求的輸送帶的寬度為1200 mm，確定輸送帶的型號(hào)為ST2500。

2）采用雙電機(jī)方式對(duì)輸送帶進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并采用頭部雙滾筒的驅(qū)動(dòng)方式，對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)滾筒直徑為1400 mm，配置減速器的型號(hào)為B3SH15-35.5。

3）為帶式輸送機(jī)配置2 臺(tái)型號(hào)為KZP-1400 的制動(dòng)器，型號(hào)為YOTCK560 配置軟啟動(dòng)裝置。