斜井強(qiáng)力皮帶選用起吊設(shè)備的技術(shù)分析及實(shí)踐

師 敏，王邦星

（汾西集團(tuán)宜興煤業(yè)有限公司，山西 孝義 032300）

斜井強(qiáng)力皮帶選用起吊設(shè)備的技術(shù)分析及實(shí)踐

師 敏，王邦星

（汾西集團(tuán)宜興煤業(yè)有限公司，山西 孝義 032300）

分析了強(qiáng)力皮帶起吊牽引的方法，通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)起吊理念要點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況推薦起吊最佳方法。

皮帶；牽引；摩擦；歐拉；導(dǎo)鏈

1 概述

山西汾西宜興煤業(yè)有限責(zé)任公司主斜井強(qiáng)力皮帶，是山西省最長坡度最大的皮帶之一，全長1386m，坡度為 25°，強(qiáng)力皮帶機(jī)型號(hào)為DTL120/630×3/650。電機(jī)功率為3臺(tái)630kW電機(jī)（現(xiàn)使用2臺(tái)）減速器為SEW型ML3PSF120，最大提升能力300萬t?，F(xiàn)為120萬t，帶寬1.2m，帶速3.15m/s，強(qiáng)力皮帶為ST4500，皮帶質(zhì)量為62kg/m，機(jī)頭卸煤滾筒為φ620mm×1400mm，聯(lián)軸器軸位為φ340，在試運(yùn)行空載時(shí)，滾筒軸從未上電機(jī)側(cè)距軸端約1/3處斷裂，由于及時(shí)發(fā)現(xiàn)未造成其它事故，由于要更換滾筒，需將強(qiáng)力皮帶牽引起吊到一定位置才能將滾筒從機(jī)頭架上拆出，才能更換新滾筒，經(jīng)本公司相關(guān)人員討論形成三種方案。

2 方案比較

第一種方案，用回柱絞車與滑輪組組合，形成拉力，將絞車固定在將要安裝第三臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置的位置上，滑輪組定滑輪固定在機(jī)頭大架上，用夾具將皮帶夾住。動(dòng)滑輪組與其固定在一起，同時(shí)松動(dòng)機(jī)尾漲緊裝置，通過計(jì)算只須移動(dòng)4m即可。

第二種方案，經(jīng)計(jì)算皮帶下滑力為72t，用兩個(gè)40t導(dǎo)鏈將皮帶牽引。

第三種方案，是工人師傅在實(shí)踐中對(duì)普通斜井皮帶常用的一種方法，即皮帶倒拉法，詳細(xì)的方法是將皮帶打倒轉(zhuǎn)，用皮帶上的電機(jī)倒轉(zhuǎn)牽引皮帶回空段，并將其拉至需要的位置。

第一種方案優(yōu)點(diǎn)：起吊時(shí)可省大量的人力；采用滑輪組可省力（現(xiàn)為10輪滑輪組，可最大省11倍的力）；20t回柱絞車易于尋找（本公司就有20T絞車）；開?？呻S意控制。

缺點(diǎn)：對(duì)皮帶夾具要求嚴(yán)格。運(yùn)行速度不平穩(wěn)，受外界影響大。

第二種方案優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行平穩(wěn)；產(chǎn)生的摩擦阻力和加速度影響小。

缺點(diǎn)：40t導(dǎo)鏈購買須定做；皮帶夾具要求嚴(yán)格；耗費(fèi)大量的人力，起吊距離越大人越費(fèi)力；當(dāng)人員不足時(shí)影響工期。

第三種方案從理論上說可以使用，在斜井中普通皮帶上已實(shí)踐過，因?yàn)閺臍W拉公式和功率公式可知?dú)W拉公式

式中：FL為主滾筒相離點(diǎn)的張力，N；FYmax為極限平衡狀態(tài)下主動(dòng)滾筒相遇點(diǎn)的最大張力，N；α為膠帶在主動(dòng)滾筒上的圍包角，rad；μ為膠帶與主動(dòng)滾筒的摩擦系數(shù)；e為自然對(duì)數(shù)的底，2.71828。

功率公式 P=F·V.

式中：P為功率，kW；F為受到的力，N；V為在力的作用下產(chǎn)生的速度，m/s。

要想有足夠的拉力，在功率不變的情況下，速度越小，拉力越大，而強(qiáng)力皮帶使用了變頻器，其特點(diǎn)為在低于工頻時(shí)恒功率，即滿足功率一定，而變頻器又可調(diào)速，滿足了拉力與速度變化的要求。

而歐拉公式說明要牽引皮帶須滿足滾筒與皮帶有足夠的摩擦力，而摩擦力中摩擦系數(shù)不變，只有增加正壓力來提高摩擦力，可采用絞車?yán)瓭L筒圍包角以外部分的皮帶，用以增加皮帶與滾筒的摩擦力，當(dāng)皮帶的拉力等于皮帶下滑力時(shí)，皮帶就停止運(yùn)動(dòng)，若大于其下滑力，皮帶前進(jìn)，小于下滑力則皮帶下滑，當(dāng)皮帶下滑時(shí)，皮帶的正壓力又隨之增加，拉力變大，總之：必有一點(diǎn)是皮帶既下滑而又未下滑的力，即臨界狀態(tài)，在臨界狀態(tài)下，工人們可將拉起的皮帶固定，這樣，其優(yōu)點(diǎn)為減少大量的人力，物力；須要多工種，多方位的人員配合。時(shí)間短。

缺點(diǎn)是人們沒有在大功率的皮帶上實(shí)踐過，存在不確定因素；人們對(duì)技術(shù)知識(shí)認(rèn)識(shí)不夠，特別是變頻器對(duì)皮帶的作用，即機(jī)電分家。不能正確使用機(jī)電設(shè)備的性能；對(duì)設(shè)備的可靠性，要求嚴(yán)格（包括夾具）由于對(duì)技術(shù)認(rèn)識(shí)的不足，經(jīng)決定使用第一種方案。

3 實(shí)踐結(jié)果

安裝20t絞車后采用了10組滑輪組，3根繩穿繞起吊，皮帶不動(dòng)，后采用了7根繩穿繞，皮帶前近3.15m后不再前進(jìn)，連續(xù)幾天仍不見效果，后用了導(dǎo)鏈將機(jī)尾平段拉一導(dǎo)鏈后才牽引夠4m。前后安裝共用了11d。

后來，更換滾筒軸承時(shí)，采用第二種方案，僅用一天時(shí)間安裝完畢。

第三種方案沒有試驗(yàn)，但本作者傾向于第三種方案。

4 原因分析

1）20t回柱絞車銘牌有誤：在20t絞車上寫有最大拉力為20t，而其最小速度為0.2m/s，功率為20kW。

據(jù)公式F=P/V=20×103/0.2=10t.

即最大拉力為10t，而不是20t。即最大拉力僅有70t。

2）拉力有變化：根據(jù)公式P=F·V計(jì)算可知，功率一定的情況下，速度與力成反比，絞車在運(yùn)行中由于絞車鋼絲繩在纏繞中運(yùn)行，外圈的角度與內(nèi)圈角素速度相等，而線速度為

v=r·w式中：v為線速度；r為半徑；w為角速度。

與半徑成正比，而半徑隨鋼絲繩纏繞直徑增大，拉力減少，所以拉力越來越小。其圖如下：

加速度的影響變化的是外界托輥等阻力，對(duì)皮帶拉力的影響，托輥隨速度增加而阻力增大（因?yàn)槭乔皟A托輥），所以加速度要增加。

3）絞車固定方向與皮帶運(yùn)行方向不平行存在分力。致使向上拉力減少。

為什么兩個(gè)20t導(dǎo)鏈能拉動(dòng)79t的皮帶呢？

因?yàn)樵谟?jì)算中是把上下皮帶全部加上，因此下皮帶僅為一半的力，且下皮帶摩擦阻力小、皮帶有200m的平段，所以能拉動(dòng)。

5 經(jīng)驗(yàn)推廣

經(jīng)事實(shí)證明，不能完全相信銘牌和技術(shù)說明，其安全系數(shù)應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)；導(dǎo)鏈拉力均勻，起吊牽引優(yōu)先考慮導(dǎo)鏈；絞車受緒多條件限制，無法滿足牽引要求，在其加速度變大時(shí)無法滿足要求。

Analysis and Practice oFStrengthened BelTTechnology oFHoisting Equipments in inclined shafts

SHI Min,WANG Bang-xing
(Yixing Coal Co.,Fenxi Group,Xiaoyi Shanxi 032300)

The paper analyzes traction method with strengthened belt.In practice,the author summarizes main points oFhoisting principle and finds ouTthe besTapproach.

belt;traction;friction;Euler;chain

TD528+.1

A

1672-5050（2011）07-0043-02

2011-04-29

師 敏（1968—），男，山西平遙人，本科，從事煤礦管理工作。

劉新光