有限空間大傾角提升設(shè)備選型綜述

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有限空間大傾角提升設(shè)備選型綜述

張挺

(西山煤電(集團(tuán))有限責(zé)任公司 古交配煤廠，山西古交030206)

摘要針對在有限空間內(nèi)如何選擇大傾角提升設(shè)備的問題，以古交配煤廠158皮帶機(jī)尾提升設(shè)備選型為例，通過核算機(jī)頭高度、機(jī)身長度等限制條件，對斗式提升機(jī)、波狀擋邊帶式輸送機(jī)等設(shè)備進(jìn)行篩選。通過分析各類型設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)，校驗(yàn)安裝空間位置尺寸，最終確定選用設(shè)備的類型和基本要求，為設(shè)備的設(shè)計(jì)、制作、安裝提供了依據(jù)，并總結(jié)出在有限空間內(nèi)選擇大傾角提升設(shè)備的選型思路。

關(guān)鍵詞有限空間；大傾角；提升設(shè)備；波狀擋邊帶式輸送機(jī)；設(shè)備選型

收稿日期：2014-11-13

作者簡介：張挺(1985—)，男，山西呂梁人，2012年畢業(yè)于中北大學(xué)，助理工程師，主要從事機(jī)械設(shè)備維護(hù)、管理方面的工作

中圖分類號(hào)：TD444

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-0652(2015)01-0054-03

AbstractTo solve the problem that how to choose hoisting equipment for large dip angle in limited space, takes the hoisting equipment selection of 158 belt conveyor tail in Gujiao coal preparation plant as the example, checks the limited conditions such as the conveyor head height, body length and so on to screen the equipments of bucket elevators, corrugated sidewall conveyor and so on. Analyzes the advantages and disadvantages of various types of equipment, checks the size of the installation space position, ultimately confirms the type and basic requirements of the optional equipment. It provides the basis for equipment design, production and installation. Finally gets the method for choosing hoisting equipment for large dip angle in the limited space.

西山煤電(集團(tuán))公司古交配煤廠158皮帶是東曲礦地下輸煤通道的第一條地面轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶，機(jī)長284.3 m，傾角9.014 3°.為裝運(yùn)清掃走廊的含煤廢水沉淀后的煤泥需布置1臺(tái)提升設(shè)備。因?yàn)橄到y(tǒng)已經(jīng)投產(chǎn)運(yùn)行，機(jī)尾所剩余的空間極為有限，在不影響建筑結(jié)構(gòu)的前提下，考慮所提升物料的特殊性，從幾種提升設(shè)備中最終選定使用波狀擋邊帶式輸送機(jī)。在設(shè)備選型的過程中，分析了幾種提升設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)，對于在有限空間內(nèi)選擇大傾角提升設(shè)備有一定的實(shí)踐意義。同時(shí)文中的內(nèi)容對于解決在設(shè)備改造或是系統(tǒng)配套時(shí)出現(xiàn)的提升問題也有一定的參考價(jià)值。

1現(xiàn)場情況

該提升設(shè)備安裝位置為158皮帶機(jī)尾平臺(tái)處，空間位置較狹小，平臺(tái)地面至層頂高度為3 050 mm，層頂布置有水泥梁3根，厚度分別為405 mm、405 mm、1 125 mm.158皮帶機(jī)與墻壁水平最窄處距離為1 375 mm，最寬處距離為3 100 mm.地面開挖有煤泥水溝，溝寬510 mm.為將158皮帶清掃后的煤泥進(jìn)行沉淀，擬建沉淀池。

158皮帶機(jī)尾空間限制條件見圖1.

為保證提升設(shè)備機(jī)頭及落料溜槽空間，將落料中

圖1　158皮帶機(jī)尾平臺(tái)空間情況及落料位置示意圖

心線布置在圖示位置，即提升設(shè)備機(jī)頭加落料溜槽總高度不大于1 065 mm.

擬提升的物料為沉淀后的煤泥。因沉淀池尚未建成，無法實(shí)際測量物料的安息角，為方便設(shè)備選型，暫使用手冊[1]所示泥煤(濕)的安息角，即運(yùn)動(dòng)安息角40°.

2主要限制條件

依據(jù)上述現(xiàn)場條件，提升設(shè)備選型的主要限制條件有：

1) 擬選設(shè)備的機(jī)頭卸料裝置及溜槽總高度。

a) 擬選設(shè)備的機(jī)頭卸料裝置及溜槽總高度不大于輸送帶最低點(diǎn)上平面至層頂高度，即1 065 mm.

b) 因被提升物料的安息角為40°，出料溜槽傾角不得小于40°，否則容易造成物料在出料溜槽內(nèi)堆聚。158皮帶機(jī)帶寬為1 400 mm，機(jī)架寬度為1 600 mm，若落料位置為輸送帶中心，則158皮帶機(jī)機(jī)架邊緣至落料位置距離800 mm，經(jīng)簡單計(jì)算可知，落料溜槽高度不小于670 mm.在設(shè)備實(shí)際布置時(shí)，可將設(shè)備傾斜于158皮帶布置，將出料口靠近158皮帶機(jī)中心線，以縮短溜槽高度。

2) 提升傾角。

因被提升物料的運(yùn)動(dòng)安息角為40°，若選用帶式輸送機(jī)，則輸送機(jī)最大傾角應(yīng)小于安息角的1/2，即20 °.

3) 整機(jī)長度。

受現(xiàn)場條件限制，整機(jī)長度不得大于5 m，否則將無法布置?？紤]裝料方式為人工裝料，為減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，裝料口應(yīng)盡可能靠近沉淀池。

3設(shè)備類型選擇與核算

根據(jù)現(xiàn)場情況，初選了3種類型的提升設(shè)備：斗式提升機(jī)、輕型帶式輸送機(jī)、波狀擋邊帶式輸送機(jī)。選型具體情況如下：

1) 斗式提升機(jī)。

斗式提升機(jī)的提升高度在40 m以內(nèi)，可滿足煤泥提升要求。該型提升機(jī)多為垂直式，因沉淀池位置影響垂直式提升機(jī)安裝，故只能采用傾斜式。

斗式提升機(jī)主要型號(hào)有：TD型、TH型、TB型、NE型。其中，TD型為橡膠帶牽引，機(jī)頭卸料裝置結(jié)構(gòu)比較緊湊。為滿足前文所述限制條件，考慮初選此型斗提機(jī)作為備選設(shè)備。機(jī)頭機(jī)構(gòu)的高度主要限制條件為：機(jī)頭滾筒的直徑和料斗的寬度，機(jī)頭機(jī)構(gòu)的高度不應(yīng)小于滾筒直徑+2倍料斗寬度。除此之外還應(yīng)該計(jì)算機(jī)殼尺寸。

查閱TD型提升機(jī)類型及技術(shù)性能[2]后知，限于空間要求可初選TD160、 TD100兩個(gè)型號(hào)。其中TD160型滾筒直徑為260 mm，TD100型滾筒直徑為150 mm.

料斗型式有Q型淺斗、H型弧底斗、Zd型中深斗、Sd型深斗。擬提升物料為煤泥黏度較大，擬選用Q型。

Q型料斗參數(shù)尺寸見JB/T 3926.3-1999.

綜合以上條件考慮：

若選用TD160系列時(shí)：機(jī)頭機(jī)構(gòu)高度≥260+125×2=510 mm

若選用TD100系列時(shí)：機(jī)頭機(jī)構(gòu)高度≥150+90×2=330 mm

在不考慮機(jī)殼的情況下，無論選用TD160或TD100型機(jī)頭高度加溜槽高度(上文所述670 mm)已經(jīng)大于或十分接近限制高度，故無法選用斗式提升機(jī)。

2) 輕型帶式輸送機(jī)。

該型設(shè)備作為常見設(shè)備具體性能及參數(shù)，在此就不再贅述。若選用該型設(shè)備，頭部空間可符合現(xiàn)場布置要求，但由于受到最大輸送傾角限制，即最大輸送傾角不得大于20°，按照最有利情況考慮，即按凈提升高度2 m(人工裝料口高750 mm)計(jì)算，機(jī)長約為5.3 m，長度超出機(jī)尾平臺(tái)，無法布置。故無法選用。

3) 波狀擋邊帶式輸送機(jī)。

該型設(shè)備采用波狀擋邊輸送帶取代普通輸送帶。具有輸送傾角大、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。

影響該設(shè)備機(jī)頭高度的因素主要有：波狀擋邊輸送帶橫隔板的型號(hào)及擋邊高度，機(jī)頭驅(qū)動(dòng)滾筒的直徑。下面逐個(gè)考慮影響因素：

a) 波狀擋邊輸送帶的選擇。

波狀擋邊帶式輸送帶的C型橫隔板適用于黏性較大物料，適用于擬提升的煤泥[2]505-526。

因擬安置設(shè)備機(jī)頭卸料位置較小，且擬輸送的物料為粉狀、小塊狀。故應(yīng)選擇隔板高度較小的輸送帶。初選隔板高35 mm、擋邊高40 mm的輸送帶系列。

b) 傳動(dòng)滾筒的選擇。

查閱選型手冊[2]505-526后，為在保證機(jī)頭空間的基礎(chǔ)上，最大程度提高運(yùn)輸量，擬選設(shè)備的帶寬應(yīng)越大越好。可選范圍為寬度為300 mm、400 mm、500 mm的滾筒，滾筒直徑的區(qū)間為250 mm、315 mm、400 mm.

依據(jù)上述條件，可分別計(jì)算該型設(shè)備的機(jī)頭機(jī)構(gòu)總高度：

帶寬為300 mm時(shí)，總高度=滾筒直徑+2倍擋邊高度=250+2×40=330 mm.

帶寬為400 mm時(shí)，總高度=滾筒直徑+2倍擋邊高度=315+2×40=395 mm.

帶寬為500 mm時(shí)，總高度=滾筒直徑+2倍擋邊高度=400+2×40=480 mm.

在考慮機(jī)頭溜槽高度(670 mm)的情況下，帶寬300 mm和帶寬400 mm的波狀擋邊帶式輸送機(jī)可滿足現(xiàn)場布置要求，可以選用。

為使設(shè)備合理布局，方便日后使用、維修。與設(shè)備生產(chǎn)廠協(xié)商后，提出下列要求：

a) 擋邊機(jī)的布置形式選用NL型[2]807-821，卸料口伸入皮帶上方，以縮短落料溜槽長度保證機(jī)頭裝置的空間，方便安裝、檢修與維護(hù)。

b) 提升傾角，據(jù)現(xiàn)場測量，傾角為35°～45°為宜，既可以避開沉淀池又可以縮短裝料距離。

c) 為方便裝料、確保安全，宜在裝料口布置裝料斗。

d) 機(jī)架形式宜為可移動(dòng)桁架式，為設(shè)備的維護(hù)、檢修提供方便。

以上述要求為依據(jù)，經(jīng)制造廠設(shè)計(jì)，最終確定設(shè)備基本參數(shù)為帶寬400 mm，傾角40° ，帶速1.0 m/s，機(jī)長3.5 m，功率3 kW.經(jīng)制作、安裝，該設(shè)備現(xiàn)已投入使用，使用效果良好。

4結(jié)語

在工作實(shí)踐中，常常會(huì)遇到在已經(jīng)投產(chǎn)的系統(tǒng)上增加設(shè)備的問題。這種情況下，空間往往是最主要的限制條件，即要合理實(shí)現(xiàn)功能又要“放的下”就成了擺在技術(shù)人員面前的一道難題。解決這種問題，首先要將空間限制條件一一羅列出來，找出最核心的要求(即允許的設(shè)備最大尺寸)，然后對擬選設(shè)備逐個(gè)核算，最終確定設(shè)備類型，進(jìn)而確定設(shè)備具體型號(hào)，為設(shè)備的采購、設(shè)計(jì)、制作、安裝提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]北京起重機(jī)械設(shè)計(jì)研究院.DTⅡ(A)型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊[M].第2版.北京:冶金工業(yè)出版社,2013：15-19.

[2]黃學(xué)群，唐敬麟.運(yùn)輸機(jī)械選型設(shè)計(jì)手冊下冊[M].第2版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2011：505-526,807-821.

Hoisting Equipment Selection for Large Dip Angle in Limited Space

ZHANG Ting

Key wordsLimited space; Large dip angle; Hoisting equipment; Corrugated sidewall belt conveyor; Equipment selection