大倾角带式输送机的设计分析_郝冬冬.pdf

201917 工艺与设备 92Modern Chemical Research 当代化工研究 大倾角带式输送机的设计分析 ＊郝冬冬 （太原市明仕达煤炭设计有限公司 山西 030001） 摘要煤矿行业是国家的重要行业，在现代煤矿生产过程中需运用许多先进的技术设备，大倾角带式输送机就是其中之一。大倾角带式 输送机是煤矿输送机的一种常见类型，其由于输送能力较强、输送量较大的优势而被广泛运用到了原煤运输当中。而大倾角带式输送机能 否安全可靠运行，将直接关系到原煤运输效率的高低及安全性与否。本文主要针对大倾角带式输送机的设计进行了分析，希望有助于促进 其设计水平的进步。 关键词大倾角；带式输送机；设计；煤矿行业 中图分类号T 文献标识码A Analysis on the Design of Belt Conveyor with Large Inclination Angle Hao Dongdong Taiyuan Mingshida Coal Design Co., Ltd., Shanxi, 030001 AbstractThe coal industry is an important industry in our country. In the process of modern coal production, many advanced technical equipment are needed, and the belt conveyor with large inclination angle is one of them. Belt conveyor with large inclination angle is a common type of coal mine conveyor, which is widely used in raw coal transportation due to its advantages of strong transportation ability and large transportation capacity. However, whether the belt conveyor with large inclination angle can operate safely and reliably will directly affect the efficiency and safety of raw coal transportation. This paper mainly analyzes the design of the belt conveyor with large inclination angle, hoping to promote the progress of its design level. Key wordslarge inclination angle；belt conveyor；design；coal mining industry 近年来，随着煤矿行业的飞速发展，对煤矿设备的要 求也越来越高。带式输送机是煤矿生产中的一项关键设备， 而大倾角带式输送机顾名思义就是指输送倾角较大的带式输 送机。某煤矿主井原本所采用的提升原煤的方式是以绞车牵 引矿车进行提升，其原煤输运量约为100t/h。由于该井巷的 最大倾斜角度为31.5，所以若想进一步提升其原煤运输能 力，可以改为通过大倾角带式输送机来代替绞车牵引矿车的 运输方式，改造后的原煤输运量可达300t/h，是原来的三 倍。以下就联系实际来分析该大倾角带式输送机的设计要 点，仅供参考。 1.该大倾角带式输送机的基本设计参数 该大倾角带式输送机的基本设计参数如下输送倾 角28-31.5；输运量300t/h；斜长运输长度1100m； 垂直提升高度562m；运输的原煤粒径0-150mm；带 速2.5m/s；带宽1200mm；电机功率2500KW。根据上 述参数要求，设计采用凹花纹钢丝芯胶带、深槽型承载托辊 组、滚刷清扫器以及可控液粘软启动等部件，同时还要设置 可靠的安全防护措施。 2.该大倾角带式输送机的防滑料及滚料设计 由于该大倾角带式输送机的输运倾角最大为31.5、 垂直提升高度高达562m，而煤矿主井本身的安息角角度则为 45-50，所以在实际原煤运输过程中，该大倾角带式输 送机必然会存在较大程度的震动及原煤滑动、滚落现象，这 既影响了运输效率、又影响了运输安全。为此，需对该大倾 角带式输送机进行合理的防滑料及滚料设计。 1采用液体粘性软启动装置 由于该大倾角带式输送机的输送倾角较大、运输距离 较长，所以一旦启动速度变化过快，则很容易导致输送机上 的胶带发生剧烈晃动，进而造成上面的原煤滑动或滚落。若 想解决这一问题，避免因启动速度不平稳而引发原煤滑动、 滚落，需要在该大倾角带式输送机上安装液体粘性软启动装 置。液体粘性软启动装置不但可以降低启动输送机所需的电 流，从而实现输出速度的稳定，并且其还具有过载自动保 护、加减速度控制、多机功率平衡以及无级变速等功能，能 够有效保证输送机启动的平稳性与安全性。其次，由于该大 倾角带式输送机在发生紧急停车之时系统容易发生损坏，所 以应当要通过逐渐缓慢减速的方式来进行停车，而这也需要 运用到液体粘性软启动装置。通过液体粘性软启动装置可以 改变摩擦盘间的油膜厚度，从而控制输出力矩，进而实现减 速停车时间的延长；同时，当因断电故障而被迫紧急停车 时，液体粘性软启动装置还可以快速释放出储存的能量，从 而在一定时间内保持高压油腔的油压稳定，避免摩擦盘立刻 发生脱离，进而实现减速停车时间的延长。 2采用双排列型支架 由于该大倾角带式输送机的输送倾角较大，所以其托 辊组、胶带及负载的原煤所产生的重力较大，这意味着托辊 支架需要承担极大的扭矩。而为了使托辊支架具备足够的扭 矩抵抗能力，应当要采用双排列型支架，以保证运输的平稳 性。 3采用凹花纹钢芯胶带 为了防止原煤在胶带上发生滑动，应当要进一步增加 该大倾角带式输送机的胶带的摩擦阻力，而若想实现这一目 的，宜选择采用凹花纹钢芯胶带。凹花纹钢芯胶带可以在不 影响胶带成槽的前提下，有效防止煤与胶带或者煤与煤之间 发生相对位移。不过，在采用了凹花纹钢芯胶带后，其凹槽 中很容易粘上煤渣而不易清扫，仅采用普通的清扫装置无法 ChaoXing 201917 工艺与设备93 Modern Chemical Research 当代化工研究 完成其清扫要求，需要另外在胶带表面安设两级清扫器，其 中第一级清扫器为弹簧刮板清扫器，利用它可以将胶带表面 粘结的大颗粒煤块清扫干净；第二级清扫器则为滚刷清扫 器，利用它可以将胶带上的细小颗粒清扫干净。一般在胶带 的前后两端各都需要设置一台滚刷装置，并且每台滚刷装置 均设有独立的电动机，由电动机驱动来执行清扫作业；需注 意滚刷的旋转方向与胶带的运行方向相反，因为这样的清扫 效果更好，可以保证清扫后达到规定的洁净程度。 3.该大倾角带式输送机的防逆转设计 1采用逆止器 该大倾角带式输送机在满载状态下承载的原煤量约为 37t，所以如果在满载状态下停车时，由于输送机会产生极 大的下滑力，所以任何逆行的发生都会导致受重力加速度的 作用而引起输送机下滑，而若下滑速度过大的话甚至还可能 会引起飞车现象，从而轻则损坏设备、堵塞巷道、造成停 工，重则造成人员伤亡。所以为了防止逆转，需要在减速器 低速轴上设置两套逆止器，这样当发生停车时就不易再发生 逆转问题。 2采用液压盘式制动器 通过在该大倾角带式输送机的传动滚筒的筒皮上设置两 套液压盘式制动器，可以在胶带减速到0前启动制动器，以 防止输送机发生逆行；之后液压盘式制动器还可以与逆止器 共同产生作用，以进一步防止输送机发生逆行。另外，通过 设置两套液压盘式制动器，还可以在制动器收到减速指令后 有效延长减速停车的时间。 3采用逆止托辊 当该大倾角带式输送机在满载状态下停车时，由于胶带 上的原煤会产生巨大的下滑力，致使前段的胶带张力增大， 所以需要采用逆止托辊来防止逆转。逆止托辊一般需占承载 托辊的三分之一，它会与原煤及胶带之间产生静摩擦，从而 降低机头部胶带的张力，防止胶带发生断裂，确保该大倾角 带式输送机的运输安全。 4.该大倾角带式输送机的安全防护设计 1采用高挡板 该大倾角带式输送机机头部的托辊组的槽角会由25或 50逐渐降到0，在此过程中，负载的原煤的倾斜角度也 会随之发生变化，这很容易引起滚煤现象。而为了有效避免 滚煤现象，应当在机头部的托辊组的槽角处安装一组可调节 高度且开口宽度可随煤断面变化而变化的高挡板。 2采用压挡装置 之所以要在该大倾角带式输送机上采用压挡装置，主要 目的是为了防止输送机的胶带跑偏。压挡装置主要是由三部 分组成第一部分是挡板装置，其是由阻燃性的橡胶材料制 成，固定在定位转动轴上；第二部分是压带挡偏装置，托辊 组仅通过向前倾斜的方式来防止胶带跑偏是不够的，胶带仍 然很容易发生跑偏，而此时就需要利用压带挡偏装置来自动 纠正跑偏的胶带；第三部分则是机架。压挡装置的弧形与托 辊组形成的槽弧形是相吻合的，所以当因该大倾角带式输送 机的胶带向上运行而发生煤块向下滚落之时，压挡装置可以 有效挡住下滑的煤块，以保证运输的安全性。 5.该大倾角带式输送机的便于安装、调试及维护的设计 由于该大倾角带式输送机的输送倾角较大，所以其安 装、调试及维护难度也较大，而为了便于安装、调试及维 护，需要对该大倾角带式输送机中的各个重要部件进行相应 的设计。 1托辊组的设计 该大倾角带式输送机的承载托辊组是由四节托辊共同构 成的，且这四节托辊是分两列进行布置的。其中，边侧托辊 的托辊轴位于外侧的支柱上，同时为了方便纠正胶带跑偏问 题，还需要在托辊轴处设置三个U型卡槽，这样一旦发生胶 带跑偏情况时，只需抬高托辊并将之挂在相应U型卡槽内即 可纠正跑偏。回程托辊采用的是双节辊式托辊，并将之设计 成V形，位于支腿上，以便于对跑偏胶带的前倾角度进行调 节，并增强刚度；V型托辊的两边也需要设置三个U型卡槽， 其目的同样是在发生胶带跑偏情况时纠正跑偏。 2中部机架的设计 由于该井巷的最大倾斜角度为31.5，而宽度则较小， 所以为了方便安装该大倾角带式输送机，应当要设置一个中 部机架，其长度约为3m，上面设置有支腿联接孔和托辊组支 架。 3张紧装置的设计 在该大倾角带式输送机的机尾部设有一个重锤小车张 紧装置，其前端和末端上分别安装有改变小车运行方向的滚 筒和重锤箱。重锤块为长方体，每个约重15kg，上面还设有 横杆以方便提拿。为了防止意外倾翻事故，在重锤小车的底 部设有夹轨器。同时，地面上还设有供该重锤小车行驶的轨 道，且在轨道底部设有一定强度的车挡，以保证行车安全。 6.结语 综上所述，大倾角带式输送机是煤矿输送机的一种常见 类型，也是在现代煤矿生产中的一种常用设备，其最主要的 特点是输送倾角较大，最主要的优势则是输送能力较强、输 送量较大。随着近年来我国煤矿行业的飞速发展，对大倾角 带式输送机的应用频率也越来越高，但若想保证大倾角带式 输送机运行的安全性与可靠性，必须先对其进行科学合理的 设计。 【参考文献】 [1]薛海飞.大倾角下带式输送机设计的关键技术研究[J].煤 矿现代化,201905127-129. [2]张佳,张宇涛,陶彦辉,潘江如,李川江.长距离大倾角散料 带式输送机的设计[J].煤矿机械,2018,391223-25. [3]赵双宝.大倾角长距离带式输送机的改进[J].机械管理开 发,2019,3403143-144251. 【作者简介】 郝冬冬（1984-），男，山西省绛县人，本科，中级工程师， 太原市明仕达煤炭设计有限公司；研究方向煤矿井下煤炭运输设 备选型，煤矿地面生产系统设计。 ChaoXing