大傾角帶式輸送機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其在小型煤礦的應(yīng)用

廖志誠(chéng)

摘要：我國(guó)小型煤礦分散且規(guī)模較小，具有較為復(fù)雜的地質(zhì)條件，在進(jìn)行開(kāi)發(fā)的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)運(yùn)用到大斜角帶式輸送機(jī)。按照小型煤礦工作條件以及運(yùn)輸巷道的具體情況對(duì)輸送機(jī)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行選擇，并根據(jù)實(shí)際情況予以選擇，設(shè)計(jì)輸送機(jī)制動(dòng)裝置、輸送帶、驅(qū)動(dòng)裝置等重要部件。在實(shí)際使用過(guò)程中，這種輸送機(jī)不但能夠符合小型煤礦對(duì)生產(chǎn)的基本需求，還能夠?qū)⑿⌒兔旱V的生產(chǎn)效率予以提高。

關(guān)鍵詞：大斜角帶式輸送機(jī)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；小型煤礦

引言

隨著我國(guó)蓬勃發(fā)展的煤礦開(kāi)采事業(yè)以及不斷革新、進(jìn)步的開(kāi)采技術(shù)，大斜角帶式輸送機(jī)被煤礦開(kāi)采業(yè)所認(rèn)識(shí)并廣泛的應(yīng)用在工作中。大斜角帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸傾斜角通常在28°以上，因?yàn)閮A斜角度高于普通輸送機(jī)，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)也和普通輸送機(jī)存在明顯的差別。所以要對(duì)大斜角輸送機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、選型設(shè)計(jì)、在小型煤礦中的應(yīng)用進(jìn)行分析和研究。

1.大傾角帶式輸送機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.1選擇帶速應(yīng)具有的參數(shù)v

設(shè)計(jì)運(yùn)輸機(jī)帶速參數(shù)首先要對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)予以確認(rèn)，然后選擇輸送帶托輥和相關(guān)設(shè)備的部件，科學(xué)設(shè)定帶速，能夠提高輸送帶的平穩(wěn)性。輸送帶和物料在運(yùn)行過(guò)程中受物理學(xué)的影響，物料會(huì)出現(xiàn)滑落和掉落的現(xiàn)象，對(duì)運(yùn)輸造成影響。所以其帶速時(shí)要控制在2.5米每秒以下。

1.2計(jì)算和選擇輸送機(jī)摩擦系數(shù)f

選擇帶式輸送機(jī)摩擦力系數(shù)對(duì)驅(qū)動(dòng)功率、逆止力矩和膠帶輕度等環(huán)節(jié)的使用具有直接關(guān)系。大傾角帶式運(yùn)輸機(jī)在計(jì)算對(duì)額定工時(shí)要選擇較大的摩擦系數(shù)，一般情況下，大斜角帶式輸送機(jī)要設(shè)定0.04以上的摩擦系數(shù)。

1.3為輸送帶設(shè)定安全系數(shù)n

輸送帶安全系數(shù)直接影響到運(yùn)行效果，所以選擇正確的安全系數(shù)能夠避免事故的發(fā)生。大傾角輸送帶的安全系數(shù)應(yīng)該在8以上，但也不是安全值 越大越好，通常傳送帶規(guī)格和安全系數(shù)呈正比，規(guī)格高的輸送帶安全系數(shù)高，但高規(guī)格的輸送帶會(huì)對(duì)輸送機(jī)的起動(dòng)性和自動(dòng)產(chǎn)生限制。

2.關(guān)鍵部件的優(yōu)化選型設(shè)計(jì)

2.1計(jì)算大斜角帶式輸送機(jī)輸送能力

按照煤礦原煤的產(chǎn)出量來(lái)選擇大斜角帶式輸送機(jī)具有的規(guī)格和類型，假設(shè)原煤塊度大而含水量小，就要選擇花紋帶式輸送機(jī)；如果原煤塊度小、水分大，就要選擇深槽型輸送機(jī)，其輸送能力可以用公式進(jìn)行計(jì)算。

花紋帶式輸送機(jī)的實(shí)際輸送能力為：Q=3.6Avky，其中v是傳輸帶具有的運(yùn)行速度；k是傳輸機(jī)具有的傾斜指數(shù)；y是原煤密度；A是輸送帶原煤具有的橫斷面積。深槽型帶式輸送機(jī)實(shí)際運(yùn)輸能力為：Q=3.6Avky>Q。

2.2設(shè)計(jì)和選擇驅(qū)動(dòng)裝置

深槽型帶式輸送機(jī)和花紋帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置包括聯(lián)軸器、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)滾筒、減速器和控制裝置。

第一，確定電動(dòng)機(jī)的功率。深槽型帶式和花紋帶式輸送機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)要面臨并克服阻力。運(yùn)行阻力包括傾斜阻力、特種附加阻力、特種主要阻力、附加阻力以及主要阻力。帶式輸送機(jī)工作時(shí)驅(qū)動(dòng)滾筒所承受的圓周力是所有阻力之和，將圓周力進(jìn)行計(jì)算，就能夠得出需要的電動(dòng)機(jī)的功率。

第二，選擇可控啟動(dòng)裝置。帶式輸送機(jī)控制裝置一般采取鼠籠式電動(dòng)機(jī)和機(jī)械調(diào)控裝置相搭配，能夠?qū)崿F(xiàn)在復(fù)雜情況下的減速停車和啟動(dòng)。機(jī)械調(diào)速裝置包括CST可控啟動(dòng)傳輸以及調(diào)速液壓耦合器， CST可控啟動(dòng)傳輸設(shè)備具有的特點(diǎn)包括電機(jī)能夠空載啟動(dòng)，速度緩慢提高，連續(xù)進(jìn)行加速度，可以無(wú)沖擊的進(jìn)行軟啟動(dòng)；輸送帶在進(jìn)行低速運(yùn)行時(shí)，可以加減隨意調(diào)節(jié)；在控制過(guò)程中具有較快的響應(yīng)速度；過(guò)載保護(hù)比較明顯。

調(diào)速液壓耦合器具有顯的優(yōu)勢(shì)為：能夠完成軟啟動(dòng)；電動(dòng)機(jī)能夠空載啟動(dòng)，降低電網(wǎng)波動(dòng)、減少對(duì)機(jī)器的沖擊；能夠?qū)崿F(xiàn)過(guò)載保護(hù)；在額定負(fù)載下實(shí)現(xiàn)高效傳動(dòng)；價(jià)格低廉等。其缺點(diǎn)包括耗能大、工作形成高熱量以及需要散熱設(shè)備等。

在實(shí)際應(yīng)用中，要根據(jù)經(jīng)濟(jì)承受能力、生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)狀況對(duì)可控啟動(dòng)裝置進(jìn)行選擇。

2.3選擇輸送帶

帶式輸送機(jī)中輸送帶起到承載和牽引的作用，要具有足夠的承載能力和強(qiáng)度。深槽型帶式輸送機(jī)可以選擇人字形輸送帶或者鋼絲芯輸送帶，煤礦井下使用的輸送帶要具有阻燃功能?；y式輸送帶表面具有圓錐凸塊，其高度為25mm，傾角能夠達(dá)到25°。

3.在小型煤礦中的應(yīng)用

某小型煤礦具有三十萬(wàn)噸原煤生產(chǎn)能力，主斜井帶式輸送機(jī)所具有的基本參數(shù)為：井下設(shè)置能夠儲(chǔ)煤400噸的煤倉(cāng)，給煤機(jī)給料運(yùn)量為每小時(shí)180噸，港道具有28°的傾角，水平運(yùn)距為300米，提高度為159米，煤塊大小為0-150mm之間。設(shè)計(jì)、安裝大傾角帶式輸送機(jī)的具體方式為：

第一，運(yùn)用軟啟動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，包括Y系列三相電機(jī)、可以調(diào)整速度的液力耦合器和硬齒面減速器。此驅(qū)動(dòng)具有造價(jià)低、啟動(dòng)性能高以及維護(hù)成本低等特點(diǎn)。

第二，機(jī)身使用H架螺栓、十號(hào)鋼槽、承載托輥組連接而成，承載托輥選擇雙列V形等長(zhǎng)四節(jié)推輥組，外側(cè)兩組和內(nèi)側(cè)兩組托輥具有的傾角分別為60°和25°，輸送帶各點(diǎn)具有相同的彎曲曲度，提高物料間的摩擦力。為了避免出現(xiàn)輸送帶抖料的現(xiàn)象，在60°深槽托輥間安裝45°、30°、20°和10°的托輥組。將三個(gè)槽安裝在60°托輥組的邊支柱上，對(duì)前傾的托輥進(jìn)行調(diào)節(jié)，讓輸送帶保持平衡、中性，避免傳送帶出現(xiàn)跑偏的現(xiàn)象。

第三，輸送帶使用阻燃鋼絲繩芯輸送帶，可以確保傳送帶擁有較強(qiáng)的成槽性和堆料厚度，以及物料不會(huì)因?yàn)檎駝?dòng)而出現(xiàn)滾落和滑落的現(xiàn)象。

第四，運(yùn)用H型鋼焊接成三角結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)機(jī)架，用槽鋼焊接成三角形的轉(zhuǎn)向機(jī)架和卸載機(jī)架。改向機(jī)架、卸載機(jī)架和傳動(dòng)機(jī)架都由兩片組成，在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用螺栓聯(lián)接在一起。

4.結(jié)束語(yǔ)

大斜角帶式輸送機(jī)現(xiàn)在已經(jīng)在煤礦開(kāi)采過(guò)程得到廣泛的應(yīng)用，只有保證輸送機(jī)具有科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，才能夠提升煤礦的開(kāi)采效率。在選擇大斜角輸送機(jī)的過(guò)程中，要全面了解和掌握其設(shè)計(jì)要點(diǎn)，才能夠確保投入使用的大斜角輸送機(jī)應(yīng)具備的使用性和質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的可靠性和安全性，將煤礦開(kāi)采的運(yùn)輸能力予以增強(qiáng)。

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