常 珉

神華寧夏煤業(yè)集團有限責(zé)任公司礦山機械制造維修分公司

淺析大傾角下帶式運輸機的結(jié)構(gòu)特征及其設(shè)計

常 珉

神華寧夏煤業(yè)集團有限責(zé)任公司礦山機械制造維修分公司

大傾角是指上運傾角18°～28°和下運傾角在16°～25°范圍的輸送傾角。為提高中等埋深煤層的開采效率，需要合理應(yīng)用大傾角下帶式運輸機來完成長距離、大運量、高帶速的煤炭提升輸送工作。基于此，本文闡述了大傾角下帶式運輸機型及啟動的選擇，對大傾角下帶式運輸機的結(jié)構(gòu)特征及其設(shè)計進行了探討分析。

大傾角；帶式運輸機；結(jié)構(gòu)特征；設(shè)計

一、大傾角下帶式運輸機型及啟動的選擇

1、大傾角下帶式運輸機型選擇。大傾角下帶式運輸機的驅(qū)動一般布置在機頭、可單驅(qū)動，也可雙驅(qū)動，也可選擇中間驅(qū)動。通常大傾角下帶式運輸機在機頭集中驅(qū)動最為有利，它占用場地小，布置方便。大傾角下帶式運輸機由于自身的特點，機頭輸送帶的張力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于滿足滾筒不打滑條件所需的傳動滾筒奔離點最小張力。因此機頭驅(qū)動單元的功率配比完全可以根據(jù)現(xiàn)場的條件，本著經(jīng)濟性、備件通用性的原則任意劃分。為了節(jié)省投資，大傾角下帶式運輸機在功率＜400kW時，應(yīng)盡可能選擇單電機、單滾筒驅(qū)動。

2、大傾角下帶式運輸機啟動方式的選擇。目前啟動方式主要有：調(diào)速型液力耦合器、變頻軟啟動、CST軟啟動。具體表現(xiàn)為：(1)調(diào)速型液力耦合器的優(yōu)點是價格較低，性價比高，軟啟動性能較好，對平衡各電機的功率有很好的作用。缺點是體積較大，占用場地大，油箱發(fā)熱量大，需設(shè)置熱交換設(shè)備。(2)變頻軟啟動技術(shù)應(yīng)用在大傾角下帶式運輸機上顯示了其獨特的優(yōu)越性，其特點主要表現(xiàn)為：可以實現(xiàn)多臺驅(qū)動電機之間的功率平衡；軟啟動性能良好；占用場地??；調(diào)速性能好，有明顯的節(jié)電效果，同時也滿足了慢速驗帶的需求。缺點是高壓變頻器無防爆產(chǎn)品。(3)CST軟啟動的優(yōu)點：軟啟動和軟制動的性能優(yōu)良；啟動后滑差小、效率高。缺點是價格高，運行成本高，使用和維護不便。通過上述比較，大傾角下帶式運輸機啟動方式的選擇原則：驅(qū)動單元功率＜500kW時，優(yōu)先選擇調(diào)速型液力耦合器；驅(qū)動單元功率在500～1500kW應(yīng)優(yōu)先選擇變頻軟啟動；驅(qū)動單元功率＞1500kW以上的應(yīng)考慮選擇CST軟啟動。

三、大傾角下帶式運輸機的結(jié)構(gòu)特征分析

目前大傾角下帶式運輸機的結(jié)構(gòu)特征主要表現(xiàn)為。(1)采用四節(jié)深槽托輥組。為了增大物流斷面積，提高輸送能力，以及使傾斜輸送的適應(yīng)傾角增大，一般用梯形或V形斷面。目前常用的深槽形托輥組有5個托輥，兩側(cè)托輥的槽角增至45°～60°，輸送傾角可達20°左右。但因中間托輥仍是水平布置，物料少時，容易下滑，為克服這一缺點，可采用接近V形斷面的四節(jié)深槽托輥組。這種斷面能夠有效提高物料與輸送帶之間的摩擦系數(shù)，從而增大輸送傾角，但為避免輸送帶在側(cè)托輥間的拐角處產(chǎn)生縱向斷裂和塊體在托輥上受擠時產(chǎn)生自鎖效應(yīng)，側(cè)托輥槽角不能過大。(2)采用人字花紋輸送帶。在普通帶式運輸機的設(shè)計中，為了穩(wěn)妥可靠，光面輸送帶上運料最大傾角一般為18°，下運傾角一般在15°左右。為增大輸送傾角，可在運輸機結(jié)構(gòu)基本不變的條件下采用承載面具有花紋的輸送帶。花紋圖案有V形、人字形和波浪形等。由于井下原料有時含水較大，為便于排水，以采用人字花紋帶為宜。(3)采用振動清掃器與回程托輪。使用花紋輸送帶需要解決承載花紋面的清掃問題，尤其是花紋根部的清掃。通常采取以下3個措施：首先在卸料滾筒處安裝接觸式刮板清掃器，其清掃器壓力較小，用于清除花紋凸面上的浮料；然后采用振動清掃器，使粘附在花紋間的粉塵振掉，當(dāng)然花紋間仍不可避免地存在附料；如果回程托輥仍然采用普通平形托輥，由于花紋與平托輥的接觸擠壓振動，這部分會撤落到地面，加大了清理工作，為了減少沿程粉塵的撒落，回程托輥采用托輪支承方式。因輸送帶花紋有較大傾角，故在托輪寬度較小的條件下，運行中總有花紋表面與托輪相接觸，以避免輸送帶跳動。

四、大傾角下帶式運輸機的設(shè)計

1、合理控制運輸機啟動、制動加速度。運輸機有時會滿載停車，然后再滿載啟動。這時運輸機正處于負(fù)功發(fā)電狀態(tài)，因此必須采用有效的保護裝置以避免在啟動、制動時出現(xiàn)飛車事故。在運輸機的設(shè)計規(guī)范中規(guī)定，運輸機的啟、制動加速度必須小于0.3m/s2。減速器的高速輸出軸上增加液力制動器，為高速軸制動器。在低速軸上面設(shè)置盤式制動器，為低速軸制動器。解決運輸機的制動問題。

2、嚴(yán)格物料運行穩(wěn)定性的控制.如何防止物料在輸送帶上的滾動和滑動，此問題的解決好壞將直接影響著礦井的安全生產(chǎn)。運輸機在向下運行時，物料的重力使其有向下滾動的趨勢，傾角越大物料的穩(wěn)定性就越差，就越容易產(chǎn)生向下的滾動和滑動。當(dāng)運輸機突然停車時，由于物料慣性因素，它的滾動趨勢就更大。當(dāng)下運膠帶機傾角超過物料動安息角，或是由于工況的改變?nèi)缢衷龃?，塊度變化，物料產(chǎn)生一個向下滾滑的趨勢。經(jīng)實驗測得，物料在小于-19°的坡段也不會產(chǎn)生向下的滾動。對于運輸機大于19°的坡段，我們采用設(shè)置防滾滑裝置的辦法加以解決。該裝置是采用覆蓋帶型式，對運輸物料加一約束反力，防止物料的滾動和滑動。

3、改進運輸機運行工況。改變運行工況就必須適當(dāng)增加運行過程中的阻力，使運輸機在比較穩(wěn)定的狀態(tài)下運行，最有效的途徑就是使采用阻尼托輥。運輸機的功率隨著所輸送物料的多少不斷的變化，因此當(dāng)輸送量較少時，運輸機可能處在正功電動狀態(tài)，而當(dāng)輸送量較多或滿載時，運輸機卻又可能處在負(fù)功發(fā)電狀態(tài)，在不同的運行狀態(tài)必須采用相應(yīng)的保護措施以免發(fā)生飛車事故。

4、解決停車時產(chǎn)生飛帶現(xiàn)象。帶式運輸機實際運行中，當(dāng)驅(qū)動滾筒已經(jīng)制動時，由于工作面環(huán)境惡劣、空氣濕度大等原因，容易產(chǎn)生飛帶現(xiàn)象，從而產(chǎn)生巷道堵塞，損壞機件，影響工作面的正常生產(chǎn)。使用飛帶捕捉裝置能有效地解決上述原因引起的打滑飛帶。

結(jié)束語

綜上所述，運輸機是煤礦開采的重要設(shè)施，其方式受煤層賦存、地形條件、巷道開設(shè)等因素影響，呈現(xiàn)出多種類型，其中帶式運輸機以其運輸量大、連續(xù)性強、轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)少、結(jié)構(gòu)簡單以及管理方便等優(yōu)點得到廣泛應(yīng)用，因此對其進行分析具有重要意義。

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[3]孟清義等.大傾角帶式輸送機的改進設(shè)計[J].礦山機械，2016(02)