煤礦DTII型帶式輸送機(jī)系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)思路探究

摘要：帶式輸送機(jī)因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)輸距離長(zhǎng)、造價(jià)低、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，被應(yīng)用到采礦、電站、冶金、煤炭工業(yè)上。DTII型帶式輸送機(jī)是新的帶式傳送機(jī)，其設(shè)計(jì)方法和原來(lái)的設(shè)計(jì)有所不同，為了適應(yīng)市場(chǎng)需求，開(kāi)發(fā)新的DTII型帶式輸送機(jī)分析設(shè)計(jì)系統(tǒng)勢(shì)在必行。文章對(duì)神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)帶式輸送機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了分析，并對(duì)其工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：DTII型帶式輸送機(jī)；選型設(shè)計(jì)；煤礦設(shè)備；煤炭開(kāi)采；散狀物料；帶速選擇 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TD822 文章編號(hào)：1009-2374（2015）29-0155-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.29.078

1 概述

DTII型帶式輸送機(jī)是一種廣泛用于冶金、煤炭、港口、建材、電力、化工、石油等部門(mén)的輸送機(jī)。雖然其應(yīng)用效果很好，但選型設(shè)計(jì)是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，其設(shè)計(jì)變量繁多，且變量之間又相互關(guān)聯(lián)、互有影響，這些變量之間的關(guān)系十分復(fù)雜。其參數(shù)的選擇也具有隨意性，大多屬于經(jīng)驗(yàn)性質(zhì)的。不同廠家會(huì)有不同的設(shè)計(jì)風(fēng)格，其參數(shù)也會(huì)有很大差異。因?yàn)閹捷斔蜋C(jī)應(yīng)用的領(lǐng)域十分廣泛，其型號(hào)種類(lèi)多樣，在選型設(shè)計(jì)后繪圖工作任務(wù)十分繁重，傳統(tǒng)的方法很難在短時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)工作，這樣就不能生產(chǎn)出令客戶(hù)滿意的帶式輸送機(jī)。為了適應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展需求，神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)對(duì)DTII型帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)和部件選型進(jìn)行細(xì)心的設(shè)計(jì)篩選，不僅能夠滿足生產(chǎn)的需要，而且能夠縮短輸送機(jī)的設(shè)計(jì)周期，為設(shè)計(jì)人員減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，從很大程度上提高了帶式傳送機(jī)設(shè)計(jì)的可靠性和準(zhǔn)確性。

2 帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)

帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)是輸送機(jī)的輸送帶既是承載構(gòu)件，又是牽引構(gòu)件。在工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)減速裝置驅(qū)動(dòng)滾筒傳動(dòng)，借助輸送帶和輸送滾筒之間的摩擦力促使輸送帶運(yùn)動(dòng)，將貨物輸送到卸料地點(diǎn)。

在很多場(chǎng)合，帶式輸送機(jī)都有其他運(yùn)輸設(shè)備無(wú)法比擬的優(yōu)越性，無(wú)論是從運(yùn)輸距離還是運(yùn)輸量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于汽車(chē)、火車(chē)等運(yùn)輸方式。而且其經(jīng)濟(jì)效益也比其他方式好很多。其之所以如此廣泛的應(yīng)用在很多行業(yè)，是因?yàn)槠溆泻芏鄡?yōu)點(diǎn)：

2.1 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造

帶式輸送機(jī)主要由改向滾筒、托輥、傳動(dòng)滾筒、輸送帶和驅(qū)動(dòng)裝置等部分組成，部件很少，很容易進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)，能夠按照具體需要進(jìn)行組合配裝，機(jī)構(gòu)

簡(jiǎn)單。

2.2 輸送物料范圍廣泛

因?yàn)閹捷斔蜋C(jī)的輸送帶具有很強(qiáng)的耐酸堿和耐油性，很好的抗磨性能和阻燃性能，能夠承受高溫和低溫，可以根據(jù)需要進(jìn)制作，所以其能夠輸送各種塊料、化學(xué)品、散料、混凝土和生熟料。

2.3 輸送量大

帶式輸送機(jī)可以每小時(shí)輸送多達(dá)幾千噸少至幾公斤的物料，而且輸送方式是連續(xù)不間斷的運(yùn)輸方式，這種運(yùn)輸方式是汽車(chē)和火車(chē)不能比的。

2.4 運(yùn)送距離長(zhǎng)，基建投資不大

單機(jī)長(zhǎng)度能夠達(dá)到幾十公里的輸送帶在國(guó)外已經(jīng)很普遍，而且不需要轉(zhuǎn)折載點(diǎn)。因?yàn)槠?chē)、火車(chē)的輸送坡度過(guò)小，所以要修建很長(zhǎng)的路基。帶式輸送機(jī)在這幾年的發(fā)展很好，其傾角能夠達(dá)到20°以上。在野外鋪設(shè)時(shí)，能夠沿著地形走勢(shì)而前進(jìn)，對(duì)路線的適應(yīng)性很強(qiáng)，可以節(jié)約大量的橋梁和隧道的修建費(fèi)用。

2.5 工作平穩(wěn)，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)費(fèi)低

帶式輸送機(jī)中的磨損件是滾筒和托輥，而輸送帶的壽命很長(zhǎng)。輸送機(jī)有很高的自動(dòng)化程度，需要的操作人員很少，其消耗的電力和機(jī)油很少，體現(xiàn)了很好的節(jié)能效果，而且其他運(yùn)動(dòng)部件十分耐磨，相比火車(chē)、汽車(chē)輸送機(jī)部件的損耗很小。

2.6 能耗低，效率高

因?yàn)檩斔蜋C(jī)的運(yùn)動(dòng)部件本身自重很輕，無(wú)效運(yùn)動(dòng)量少，因此，在所有的非連續(xù)式運(yùn)輸和連續(xù)式運(yùn)輸中，帶式輸送機(jī)具有很高的效率和很低的能耗。

3 輸送機(jī)系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)思路

3.1 散狀物料特性

散狀物料特性主要包括堆積密度、溫度、粒度、堆積角、磨琢性、黏性和水分含量等，這些特性與帶式輸送機(jī)的設(shè)備選型和設(shè)備參數(shù)計(jì)算有著很大的關(guān)系。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，所有的物料特性已經(jīng)作為已知條件給出，在這些數(shù)據(jù)參數(shù)中物料的堆積密度、不同帶速下的堆積角與輸送機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算關(guān)系最大。

3.2 帶速的選擇

對(duì)帶速的選擇對(duì)輸送機(jī)很重要，是輸送機(jī)中的重要參數(shù)之一，因此必須遵循以下原則：（1）運(yùn)量大、寬度大、距離長(zhǎng)的輸送機(jī)應(yīng)選高帶速；（2）運(yùn)輸距離短且傾斜角度大的應(yīng)選擇低帶速；（3）運(yùn)輸易粉碎、易起塵、琢磨性大和粒度大的物料應(yīng)選擇低帶速；（4）在采用卸料車(chē)的輸送帶時(shí)，帶速最好不要超過(guò)2.5m/s。若是采用犁式卸料器卸料，帶速最好在2m/s以下；（5）在輸送成件物品的時(shí)候，帶速要控制到1.25m/s

以下。

3.3 滾筒匹配

3.3.1 皮帶機(jī)單滾筒驅(qū)動(dòng)。皮帶機(jī)單滾筒驅(qū)動(dòng)相對(duì)簡(jiǎn)單，占地面積小，經(jīng)常應(yīng)用于短距皮帶中。

其使用優(yōu)點(diǎn)有：圍包角大可傳遞功率增加，相同功率的皮帶機(jī)張力減小，帶強(qiáng)降低，有利于設(shè)備的小型化通用化和降低成本。主要缺點(diǎn)是：多機(jī)驅(qū)動(dòng)要解決功率的平衡問(wèn)題，占地相對(duì)較多。

3.3.2 皮帶機(jī)雙滾筒驅(qū)動(dòng)。皮帶機(jī)多滾筒驅(qū)動(dòng)是用幾個(gè)較小單元的驅(qū)動(dòng)功率之和來(lái)滿足總功率的要求。煤礦井下帶式輸送機(jī)由于工作條件差，所需牽引力較大，故多采用雙驅(qū)。

帶式輸送機(jī)雙滾筒驅(qū)動(dòng)常用的傳動(dòng)形式有兩種：一是雙滾筒共同驅(qū)動(dòng)，二是雙滾筒分別驅(qū)動(dòng)。（1）雙滾筒共同驅(qū)動(dòng)：雙滾筒共同驅(qū)動(dòng)是指兩個(gè)滾筒的轉(zhuǎn)數(shù)相同，滾筒的直徑相等。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低；其缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)好的牽引力分配比值只適用于一定的載荷及一定的μ值，當(dāng)載荷變化及滾筒表面情況變化時(shí)牽引力的比值也隨之變化。雙滾筒共同驅(qū)動(dòng)適用于要求結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小的場(chǎng)合；（2）雙滾筒分別驅(qū)動(dòng)：所謂的雙滾筒分別驅(qū)動(dòng)是指由兩個(gè)獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。雙滾筒分別驅(qū)動(dòng)在設(shè)計(jì)時(shí)，其核心問(wèn)題是解決兩個(gè)滾筒的功率分配與傳遞問(wèn)題，以滿足輸送機(jī)對(duì)總功率的要求。在實(shí)踐中，可以按照張力最小分配原則或按比例分配原則對(duì)其傳遞功率進(jìn)行有效的分配。其中按張力最小分配是指雙滾筒驅(qū)動(dòng)的牽引力達(dá)到某一程度時(shí)，確保輸送帶的張力值最小狀態(tài)下的功率分配原則。張力最小分配原則有助于輸送帶在某一牽引力下達(dá)到最小張力的狀態(tài)，從而提高輸送帶的運(yùn)行能力。但在實(shí)踐中電動(dòng)機(jī)的選擇是最大的制約問(wèn)題，雙滾筒分別驅(qū)動(dòng)的功率匹配問(wèn)題有待突破和解決。

按比例分配電動(dòng)機(jī)的傳遞功率有不同的方案，其中按1∶1和2∶1比例分配方法最為常見(jiàn)。按1∶1比例分配原則，兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的傳遞功率相同，分別為總功率的一半，從而促進(jìn)電動(dòng)機(jī)與減速器等設(shè)備功率一致，提高了維修和保養(yǎng)效率。但輸送帶運(yùn)行中，摩擦牽引力不能合理的利用，增加了輸送帶的張力，降低了使用效率。按2∶1比例分配原則，輸送帶分離點(diǎn)與相遇點(diǎn)的滾筒功率比例為1∶2，從而提高電動(dòng)機(jī)、減速器等相關(guān)設(shè)備的使用效率，并充分發(fā)揮滾筒的摩擦牽引力的作用。兩種不同的比例分配原則相比較而言，按2∶1分配原則至少需要三套電動(dòng)機(jī)、減速器，占地面積大。

3.4 托輥之間的距離

托輥間距必須滿足輥?zhàn)铀艹惺艿淖畲髩毫σ约昂洼斔蛶Т怪边@兩個(gè)條件。一般凸弧段托輥的間距要是承載分支托輥間距的一半左右，而受料段的托輥應(yīng)該為承載分支托輥間距的1/3～1/2之間。若是受到很大的作用力需要加密托輥時(shí)，就應(yīng)當(dāng)依據(jù)實(shí)際需求，并由專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)者進(jìn)行托輥間距的計(jì)算。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，帶式輸送機(jī)對(duì)我國(guó)工業(yè)的發(fā)展很重要，其運(yùn)輸效率明顯高于傳統(tǒng)的運(yùn)輸方式。通過(guò)對(duì)DTII型帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的簡(jiǎn)單分析和設(shè)計(jì)思路的簡(jiǎn)要探索，期望對(duì)本公司生產(chǎn)工作有所幫助。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：孫忠亮（1976-），男，河北堯安礦業(yè)有限公司豐達(dá)煤礦助理工程師，研究方向：煤礦工程類(lèi)機(jī)電。

（責(zé)任編輯：蔣建華）endprint