矿用胶带输送机液压纠偏装置的研究与应用.pdf

煤矿 现代化 2 0 1 3 年第5 期 总第1 1 6 期 矿用胶带输送机液压纠偏装置的研究与应用 秘成 良， 刘 超 ， 岳宪国 ， 牛宪峰 兖州煤业股份有限公司南屯煤矿， 山东 济宁 2 7 3 5 1 5 摘要分析 了胶带输送机发生胶 带跑偏的原 因， 并对胶带跑偏现象进行 了力学分析， 对比了目前常 见的几种纠偏装置的优缺点， 设计 了液压纠偏装置 ， 对该装置的纠偏工作原理及优点进行 了介绍。该装 置在南屯煤矿使用后， 减 少了因胶带跑偏而造成的各种危害和事故， 保障了矿井煤流系统的安全运转。 关键词胶带输送机； 跑偏； 液压纠偏 中图分类号 T D 5 2 8 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 9 0 7 9 7 2 0 1 3 0 5 0 0 7 6 0 3 胶带输送机作为煤矿井下煤流系统 中重要 的运 输 设备 ， 起着关键性的作用 。胶带既是承载机构 ， 又 是牵引机构 ， 工作情况较为复杂 ， 胶带跑偏是胶带输 送机在使用过程 中最常见的故障。当胶带 中心线偏 离输送机 中心线 ≥5 ％时 ， 跑偏现象发生 。胶带跑偏 不仅会漏料污染周围环境 ，还会使设备非正常磨损 与损坏 ， 影 响胶带使用寿命 ， 使输送机效率下 降 ， 严 重的跑偏还会造成胶带拉伤 、 撕裂等事故 ， 增加了维 护人员的工作量。因此 ， 如何有效的解决胶带输送机 跑偏问题，提高输送机使用寿命是煤矿企业面临的 一 大难题 l 胶带跑偏原因及力学分析 胶带输送机在运转过程 中，造成胶带跑偏的原 因主要有 ①胶带本身弯 曲不直或接头不正引起跑 偏 ； ②托辊组轴线同胶带中心线不垂直而引起跑偏 ； ③滚筒不水平引起跑偏 ；④转载物料落料位置对胶 带跑偏的影响 ； 滚筒表面粘结物料 ， 使滚筒成为圆锥 面， 使胶带偏向一侧 ； ⑤胶带空载时发生跑偏。 引起胶带跑偏的原 因有很多 ，其实质就是胶带 在运行过程 中因两侧受力不均而引起 的，因此对胶 带在运行过程中进行力学分析 ，查找跑偏的根本原 因 ， 根据原 因制定措施 ， 有助 于解决胶带跑偏问题 。 本文选取滚筒或托辊对胶带刚开始起作用 的极限点 作为受力点进行力学分析 ， 力学分析如图 1 所示 。 取胶带为主动件 ，托辊或从动滚筒为从动件进 行 力学分析 ， 如图 1 a 所示 。 胶带 向前运行时给托辊 一 个 向前 的牵引力 F ， 与胶带运行方向一致 。F可分 解为使托辊转动的分力 F x 和一个横向分力 F v ， 其中 F x F s i n a ， F y c o s a ， a为滚筒 轴 中心线法 线 与胶 带运 行方向的夹角 。 F y 使托辊轴向窜动， 由于托辊和从动 滚筒两端均被固定无法轴 向窜动 ，它必然就会对胶 带产生一个反作用力 F z ， 使胶带向另一侧移动 ， 从而 导致跑偏 。 图 l b 所示 的是当主动滚筒为主动件 ， 胶带为 7 6 从动件时的力学分析 。此时胶带靠与主动滚筒间的 摩擦力 T带动向前 ，该力可分解为使胶带做向前运 动的正力 T x和使胶带做侧向运动的力 rr y ，其 中 T x T s i n a ， T y c o s a ， a为托辊和从动滚 筒轴 中心法线 与胶带运行方 向的夹角 。 托辊 或从动滚筒 胶带运行方向 a 胶带为主动件 ， 托辊或从动滚筒为从动件力 学分析 托滚 或从动滚筒 胶带运行方 向 b 主动滚筒为主动件 ， 胶 带为从动件力学分析 图 1 胶带在运行过程中的力学分析 T y的产生导致了胶带 的跑偏。 可见 ，胶带在运行过程中的跑偏主要是 因为胶 带两侧受力不均而引起的，由胶带在运行过程中的 力学分析可知 ， 减少夹角 a ， 可有效削弱促 使胶带跑 偏的力 F y 或 T y ， 当 F y 0 或 T y O 时， 即 a 0 ， 此时 胶带 中心线与托辊和滚筒轴 中心线法线重合 ，胶带 便不再跑偏 。 2 常见纠偏装置优缺点 2 ． 1 调心托辊 调心托辊的特点是通用性强 ， 结构简单 ， 安装方 便。 但是输送带所受反作用力较小， 调心角度受两侧 立辊限制 ， 仅 约 1 0 。 ， 调心效果不够明显 ， 不能用于 煤矿 现代化 2 0 1 3 年第5 期 总第1 1 6 期 可逆带式输送机 。 2 ． 2 侧托辊前倾 省略了调心托辊中的两侧立辊 ， 结构更加简单 ， 但 因侧托辊的轴线与输送带 运行方 向不垂直 ，对输 送带及托辊 的磨损加剧 ， 缩短了输送带 的使用寿命 ， 使功率消耗增加。 2 - 3 V形托辊 v形托辊结构简单 ， 但因托辊与托辊 的铰接处 ， 输送带的曲率半径很小 ， 输送带局部受力较大， 因此 随着输送带与物料的重量增大，磨损加快，更换频 繁 ， 增加 了成本 费用。 2 ． 4螺旋侧托辊 螺旋侧托辊结构复杂， 加工繁琐， 成本高 ， 托辊 旋 向安装一旦出现错误 ， 将加剧输送带 的跑偏 ， 加速 磨损 。 2 ． 5 吊挂式托辊组 吊挂式托辊组采用的是绕性连接， 这种方式可降 低输送带运转时的噪声。但 由于没有托辊架 ， 当中间 托辊发生变形时 ， 托辊槽角变小 ， 对胶带 的损害较大 。 2 ． 6 曲柄连杆式 自动调偏装置 该装 置转动灵活 ， 调偏作用快 ， 但结构较 复杂 ， 安装调试困难 。 3 液压纠偏装置 3 ． 1 液压纠偏装置组成及纠偏工作原理 液压纠偏装置由液控检驱系统与联动纠偏机组 成， 结构图如图2 所示。 1 一机架； 2 一油缸； 3 一油箱； 4 -油泵； 5 -检驱轮； 6 一调心托辊 图 2 液压 纠偏 装置结构 图 液 控检驱系统 由检驱轮 ， 驱动泵 、 调角缸 、 程控 站、 油管总成组成， 用以监测皮带跑偏 ， 同时提供带动 各托辊支架偏转的动力。皮带跑偏时 ， 皮带边缘带动 检驱旋转 中，检驱轮带动液压泵打动油压至程控站 ， 程控站的逻辑阀组控制液压缸的活塞杆推或拉， 活塞 杆带动联动纠偏机构使其上 的托辊同步 同向偏转 ， 偏 转后托混的线运动方向与皮带的运动方向形成夹角。 其间产生的皮带横向摩擦力驱使皮带居中运行。 3 ． 2 液压 纠偏装置优点 液压纠偏装置能 自动检测皮带跑偏 的趋势并随 机予 以纠正 ， 使皮带始终运行于设 定的范 围之 内， 不 偏离机架 的中心。使用液压纠偏装置能抵消皮带机 因各种不 正 ， 运转不灵 、 物料 冲击方 向不顺 、 负载大 小变化 、皮带内部断面张力的不匀等各种因素造成 的皮带跑偏。 液压皮带 自动纠偏装置具有 不用外接 电源 、 自 动高效 、 降低人工成本 、 提高生产安全性等多种优 良 性能。比 目前使用 的机械皮带 自动纠偏装 置寿命更 长 、 费效 比更高。 1 纠偏精度高。由于该装置设有横拉杆 ， 能有 效的控制皮带在机架 中心线 2 0 m m范围运行。 2 纠偏效果好。该装置使托辊机构偏转较小 的 角度 ，就能到达理想 纠偏 目的 ，从而使皮带磨损较 小 ， 纠偏效果最好 。 3 可靠性高， 使用寿命长。该装置无需任何动 力驱动 ， 运转机构为低运动副 ， 所有部件工作负荷极 低且运动距离短 ， 纠偏工作时 间短 ， 故该装置磨损较 小 ， 所 以产品极为耐用 ， 寿命 长。 4 反应灵敏， 纠正效率高 皮带液压纠偏装置 只要皮带跑偏搭触到检驱轮上 ， 皮带 自动纠偏装置立 即工作， 使调心托辊旋转一定角度， 皮带很快被纠正。 5 具有很重要的调心托辊定位功能 调心托辊 旋转后对皮带 自动产生纠偏力 ，皮带 同时对调心托 辊有一反作用力 ， 该力使调心托辊反转复位。如果不 对调心托辊制动 ，纠偏力会随着调心托辊复位而消 失。K L D逻辑阀组制动定位功能使得调心托辊定位 于某一角度 ，在这个 角度下 ，纠偏力与跑偏力相平 衡 ， 皮带在中收线位置运行 。 6 部件通用 ， 更换方便 。该装置所用托辊为在 线皮带机的上托辊 ， 一旦托辊损坏 ， 用户 只需更换 自 家的在用 托辊即可 ， 从 而减少停机时间 ， 可在防爆 、 多尘 、 潮湿 、 高温场合使用 。 4应用 该液压纠偏装置 已在南 屯煤矿 一 4 3 2一部皮带 、 十一采 区皮带 、 东翼一部皮带及 一 4 3 2二号皮带安装 使用 ， 自使用 以来 ， 效果 良好 ， 达到 了预期 目的。 该装 置的使用大大减少了皮带跑偏现象以及因皮带跑偏 带来的洒煤、 皮带边磨损严重等各种隐患问题， 同时 也减少了因检维修影响工作面生产的时间，提高了 劳动生产率 ， 降低 了生产成本 ， 为矿井正常运行创造 了良好条件 ， 保证了矿井原煤的运输。 参考 文献 [ 1 11 宣苓娟， 张媛， 周满山． 带式输送机常见纠偏装置分析[ J ] ． 煤 7 7 煤矿现代化 2 0 1 3 -r第5 期 总第1 1 6 期 小高层异形柱框剪结构体系带少量短肢剪力墙结构设计探讨 许 娟 兖矿集 团华建设计研 究院，山东 邹城 2 7 3 5 0 0 摘 要本文阐述 了异形柱框架 一剪力墙结构与带少量短肢剪力墙结构的差异，并简要介绍 了对 少 量短肢剪力墙的处理方法，同时将作者在设计小高层过程 中的设计心得与广大设计人 员共同探讨与 交流 关键词 小高层 异形柱框剪力墙结构 短肢剪力墙结构 框架结构 探讨 中图分类号 T U 9 7 3 ． 1 6 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 9 0 7 9 7 2 0 1 3 0 5 0 0 7 8 0 2 本文所述 的工程为地下 1 层联体车库， 上部多栋 独立塔楼 ， 其 中一部分为小高层， 地上 7 ～ 1 0层， 地上 高度 2 6 ． 6 0 ～ 3 6 ． 2 0 m 室外地坪至檐 口 ， 车库顶平均覆 土约 1 ． 8 m． 抗震设 防烈度为 6度 ， 场地类别二类 ， 丙 类建筑。 1 结构设计 方案 根据建筑设 计对建筑功 能及建筑布置 的要 求， 结合 目前小高层的常规结构体系选型 ，为避免框架 柱在屋角凸出而影响建筑观瞻及使用功能，宜采用剪 力墙结构和异形柱结构方案进行布置。 由于该建筑跃层及错开间 ，许多一般墙体都不 能升到顶或落到底 ，为此在结构设计中利用异形柱 在布置上的灵活性 ， 保持截面各肢 的肢高肢厚 比 柱 肢截面高度 与厚度的比值 不大于 4的条件下 ， 可在 结构 的不 同部位采取 L形 、 T形 和十字形 等不 同形 状截面的异形柱， 柱肢厚度及梁宽度 与框架填充墙协 调一致。鉴于该建筑高度超过 混凝土异形柱结构技 术规程 3 ． 1 ． 2中关 于框架结构房屋最大高度的规定 ， 因此结构体系设计采用异形柱框架剪力墙体系。 2 异形柱框剪结构设计 中的应 注意的 问题 2 1 参数控制 混凝土异形柱结构技术规程 规定的异形柱结 构 的扭转位移 比 即楼层竖向构件的最大水平位移 和层问位移与该楼层两端弹性水平位移和层问位移 平均值之 比 不应大于 1 ． 4 5 ， 比 高层建筑混凝土结 构技术规程 规定的不应大于 1 ． 5的要求要严格 。 2 ． 2 抗震等级 按照 混凝土异形柱结构技术规程 3 ． 3 ． 1 规定 ， 此工程剪力墙三级 ； 框架三级。而 高层建筑混凝土 结构技术规程 中8 ． 1 ．3 条及 3 ． 9 ．3 条相关规定， 一般 剪力墙结构剪力墙抗震等级为四级 ，带少量框架柱 的剪力墙结构的框架及剪力墙抗震等级亦为 四级。 2 ． 3 平面布置 在底层 ， 车库轴 网与异形柱交错布置 ， 车库梁落 于外墙异形柱 ， 且周边存在局部转换构件 ， 异形柱受 力比较复杂 ， 故在底层外围异形柱处均采用一般框架 矿 机 械 ， 2 0 1 1 ， 8 1 9 2 1 9 3 ． 【 2 】 贾军华． 带式输送机胶带的跑偏【 J 1． 起重运输机械， 2 0 0 4 ， 7 36 -39 ． [ 3 】王伟， 李传奇． 皮带机液压 自动纠偏装置『 J 1 ． 矿业科学技术， 2 0 0 8 ， 3 ． 【 4 】孟广雄． 胶带输送机胶带跑偏的原因与力学分析l J 1 ． 露天采 矿技术 2 0 0 7年 增 5 7 5 8 作者简介 秘成 良 1 9 8 2 一 ， 男， 河北石家庄人 ， 本科 ， 主要从事煤矿机 械设计研 究工作。 收稿 日期 2 0 1 3 - 4 2 7 Th e Re s e a r c h a nd Ap pl i c a t i o n o f Hy dr a ul i c De V i a t i O n c 0 r r e c t i n g De v i c e f o r mi n e Bi c he ng l i a ng ， Li u c ha o ， Yue x i a ng u o ， Ni u x i a nf e ng Y a n g k u a n g Gr o u p N a n t u n Co a l Mi n e， J i n i n g 2 7 3 5 1 5 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e p a p e r a n a l y z e s t h e c a u s e s o f d e v i a t i o n o f b e l t c o n v e y o r ， a n d c a r r i e s o u t t h e b e l t c o n v e y o r me c h a n i c s a n a l y s i s ． I t i s a l s o c o mp a r i n g t h e a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s o f t h e mo s t c o mmo n o f s e v e r a l c o r r e c t i v e d e v i c e． T h e p a p e r d i s i g n e s a n e w h y d r a u l i c d e v i a t i o n c o n e c t i n g de v i c e ， a n d i n t r o du c e s t he wo r k i ng pr i n c i p l e o f de v i a t i on -c orre c t i n g d e v i c e a nd i t s a dv a nt a g e s ．Th r o u g h t h e a pp l i c a t i o n o f Na n t u n mi n e ， i t e ff e c t i v e l y r e d u c e s t h e b e l t d e v i a t i o n c a u s e d b y t h e a c c i d e n t ， t o p r o t e c t t h e s a f c o p e r a t i o n o f c o a l fl o w． Ke y wo r ds b e l t c o n v e y o r ； de bi a t i o n ； hy d r a u l i c de v i a t i o n c o r r e c t i ng 7 8