帶式輸送機(jī)導(dǎo)料槽優(yōu)化設(shè)計研究

張 奎

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)朔州朔煤王坪煤電公司，山西 朔州 038300）

引言

帶式輸送機(jī)是煤礦原煤運輸?shù)闹饕獋魉头绞?，不僅速度快、安全系數(shù)高，而且對環(huán)境要求低、運量大，進(jìn)而對于帶式輸送機(jī)的研究越來越被重視[1]。針對帶式輸送機(jī)大多學(xué)者主要集中在對帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和節(jié)能兩大關(guān)鍵領(lǐng)域，而對于帶式輸送機(jī)受料方面的研究有著很大的空缺，導(dǎo)致目前大多帶式輸送機(jī)受料段存在著嚴(yán)重的磨損、撒料現(xiàn)象[2]。導(dǎo)料槽為帶式輸送機(jī)受料段的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)影響著輸送機(jī)的運輸效率，因此需要對其進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化研究。

1 導(dǎo)料槽結(jié)構(gòu)分析

帶式輸送機(jī)的導(dǎo)料槽按照其結(jié)構(gòu)不同可以分為敞開式的導(dǎo)料槽和密封式的導(dǎo)料槽。敞開式的導(dǎo)料槽結(jié)構(gòu)簡單、維修方便被廣泛應(yīng)用，但是由于其上無蓋板，進(jìn)出料口處不設(shè)置防塵簾，就導(dǎo)致在實際應(yīng)用過程中會出現(xiàn)嚴(yán)重的撒料現(xiàn)象和煤塵上揚的現(xiàn)象，對工作人員及煤礦環(huán)境帶來一定的影響。密封式導(dǎo)料槽其主要由上蓋板，左右兩側(cè)的側(cè)板、進(jìn)出口處的防塵簾組成，側(cè)板屬于固定件，側(cè)板固定在帶式輸送機(jī)的機(jī)架上，并且在側(cè)板內(nèi)側(cè)設(shè)置有橡膠襯板，當(dāng)煤塊與煤塊接觸摩擦?xí)r能夠有效增強側(cè)板的使用壽命，并且皮帶在工作過程中也能夠降低對皮帶的磨損，當(dāng)襯板使用一段時間后可以根據(jù)其不同磨損程度進(jìn)行更換。密封式導(dǎo)料槽進(jìn)出口處都有防塵簾，能夠有效降低煤塵上揚至工作環(huán)境中，保證了工作環(huán)境的安全整潔。

2 導(dǎo)料槽的結(jié)構(gòu)改進(jìn)

在實際使用過程中，帶式輸送機(jī)由于其扮演著運輸?shù)年P(guān)鍵角色，為了滿足帶式輸送機(jī)的工作運輸量常常會在一個帶式輸送機(jī)上設(shè)置有多個受料口，多個受料口的帶式輸送機(jī)被稱為多點受料帶式輸送機(jī)。多點受料帶式輸送機(jī)多個倒料槽之間的保持一定的距離，由于導(dǎo)料槽與導(dǎo)料槽之間要穿過下一個導(dǎo)料槽的煤炭，所以導(dǎo)料槽不設(shè)置有擋板，同時導(dǎo)料槽的形狀為喇叭形，雖然在一定程度上能夠避免撒料的現(xiàn)象發(fā)生，但是帶速處于加快狀態(tài)，運量加大的情況下還是會出現(xiàn)撒料的現(xiàn)象。當(dāng)帶式輸送機(jī)受料時，由于導(dǎo)料槽兩邊側(cè)板的約束，物料會有堆積截面，并在此時與側(cè)板截面相同，當(dāng)物料隨著帶式輸送機(jī)不停的移動，脫離導(dǎo)料槽時刻時，物料截面就會發(fā)生變形，并且截面面積會大于導(dǎo)料槽寬度，物料會向兩側(cè)塌方，就會導(dǎo)致物料滾出皮帶，造成撒料現(xiàn)象。為了更好地表述清楚，本文按照帶式輸送機(jī)傳送貨物的方向上的緊鄰導(dǎo)料槽，分別按照前后進(jìn)行排序，當(dāng)?shù)谝粋€受料點接受了來著前端工藝的煤塊時，會形成堆積角的煤堆隨著傳送帶進(jìn)行到第二個受料點，當(dāng)?shù)谝粋€受料點脫離第一個導(dǎo)料槽時，由于其導(dǎo)料槽的形狀并不會出現(xiàn)還不會出現(xiàn)撒料，當(dāng)物料進(jìn)入到第二個導(dǎo)料槽段時，就會增加上第二個受料段的物料，此時當(dāng)進(jìn)入第三個受料口時，物料已經(jīng)是前二次受料的總和，此時，當(dāng)物料通過第三段時，物料的截面面積已經(jīng)大于導(dǎo)料槽的截面面積，此時就會出現(xiàn)撒料現(xiàn)象，并且當(dāng)有第四個受料時，撒料現(xiàn)象會更加嚴(yán)重。因此設(shè)計一種新型的導(dǎo)料槽形狀（如下頁圖1），使導(dǎo)料槽的進(jìn)料口大，出料口相對進(jìn)料口較窄，以有效減輕運輸過程中的撒料現(xiàn)象。

圖1 改進(jìn)后的導(dǎo)料槽結(jié)構(gòu)圖

3 改進(jìn)效果分析

能耗是評價機(jī)械設(shè)備的重要指標(biāo)，帶式輸送機(jī)在輸送過程中受力主要包括顆粒與輸送帶之間的摩擦力及顆粒之間的相互作用力。根據(jù)下頁圖2可知，導(dǎo)料槽長度（L）分別為2 000 mm、1 638 mm、1 500 mm時，帶式輸送機(jī)輸送過程中每秒消耗最大能量分別為385 J、350 J、310 J。

圖2 不同導(dǎo)料槽長下輸送機(jī)能量損耗圖

因此，在實際使用過程中還需要考慮導(dǎo)料槽的長度，導(dǎo)料槽的長度影響著帶式輸送機(jī)的能耗，通過對導(dǎo)料槽不同長度進(jìn)行能耗評價，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)料槽越長帶式輸送機(jī)輸送物料消耗的能就越多。通過經(jīng)驗分析我們采用1 500 mm導(dǎo)料槽長度[3]，并對導(dǎo)料槽一段時間內(nèi)有無撒料現(xiàn)象進(jìn)行檢測，改進(jìn)后的與未改進(jìn)的進(jìn)行對比，如圖3所示。同等條件下檢測發(fā)現(xiàn)，當(dāng)受料開始的3.2 s和3.4 s時，未改進(jìn)的導(dǎo)料槽發(fā)生了撒料現(xiàn)象，并且開始出現(xiàn)堆積現(xiàn)象。改進(jìn)后的導(dǎo)料槽在運行時段內(nèi)未出現(xiàn)撒料現(xiàn)象，并且在運行時間段內(nèi)，進(jìn)料口等處也未出現(xiàn)明顯堆積現(xiàn)象。

圖3 導(dǎo)料槽圖

4 結(jié)語

對帶式輸送機(jī)受料段結(jié)構(gòu)的改進(jìn)應(yīng)主要從導(dǎo)料槽的長度和導(dǎo)料槽的形狀兩方面入手，其中導(dǎo)料槽長度的選取尤為重要，應(yīng)通過理論計算并結(jié)合實踐經(jīng)驗，選取合適的導(dǎo)料槽長度，達(dá)到既不會使輸送機(jī)能耗過高又不會使物料在導(dǎo)料槽出口處堆積而造成撒料現(xiàn)象的目的，從而降低了能耗，提高了工作效率。