带式输送机机头的改造
2013-09-09杨廷华于宝林郑有存
杨廷华 于宝林 郑有存
【摘 要】本文主要介绍带式输送机机头改造的原因及制作过程和产生的效果。
【关键词】改造；经济；空间
1.研制原因
煤矿生产中带式输送机是运输的主要设备，带式输送机是否保持安全运转，是关系到煤矿安全生产能否顺利进行的重要因素。带式输送机发生故障最常见的部位在机头驱动部，驱动部主要是由电动机、联轴器、减速器和传动滚筒组成。
南山煤矿斜井区所使用的皮带运输机为传统型式，机头占地面积大，维修不便；斜井区现有的都是PJ-1000mm皮带，现有的巷道规格断面为8.6平方米，宽度为3.2米，高度为2.9米，安设PJ-1000mm皮带后，机头最窄处只剩下1.5米，过于狭窄，人员通行，运料，维修都不方便，存在着安全隐患，亟需加以改进。
基于以上几点，经过实地论证，最好的解决办法就是安设PJ-800mm皮带，而整机采购费用高昂，从斜井区的经营现状出发，决定把PJ-1000mm皮带机改成800mm皮带机；把电动机、减速机和联轴器替换为电动滚筒，从这两方面减小皮带机的体积，这样才会从根本上解决问题。
1.1可行性分析
带式输送机的驱动装置是由电动机、联轴器、减速器和传动滚筒组成，驱动装置的作用是将电动机的动力传递给输送带，并带动它运行。现用的电动机为鼠笼式，联轴器为柱销联轴器，减速器为圆锥-圆柱齿轮减速器，电机轴与输送机平行。传动滚筒为钢制光面滚筒，依靠它与输送带之间的摩擦力带动输送机运行，表面摩擦因数小。
我们采用特殊的传动滚筒"电动滚筒"，来进行驱动装置的更新换代，将电机和减速齿轮全安装在滚筒内，其中内齿轮装在滚筒端盖上，电动机经两级减速齿轮带动滚筒旋转，电动滚筒结构紧凑，外形尺寸小，能将所有易引起火花的电气部件包容在隔爆外壳之内。结构紧凑，占用空间面积小，使用维修方便，操作可靠方便，寿命长。电动滚筒表面为菱形（网纹）包胶，与原有光面滚筒相比，可提高摩擦力。
1.2先期设计
原始数据及工作条件
工作环境：井下
运输距离：300米
倾角：13度
输送机的倾斜系数k=0.95
所运物料名称：原煤
运输量：150吨/小时
矿石最大块度αmax=100mm
矿石密度？奕=900kg/m3
带速V的确定：带速V根据带宽和被运物料性质确定，我国带速已标准化，初步确定带速V=1.6m/s。
带宽B的确定：Q=64t/h，？奕=900kg/m3，V=2m/s，k=0.95，求出物料断面积A为：
A==0.01m2
按槽角α=00，堆积角θ=00，取带宽B=800mm。
求圆周力Fu
FH-主要阻力
FH=fLG[（2qb+qG）cosβ+qRo+qRu]
f-模拟摩擦因数；
L-输送机长度m；
g-重力加速度，g=9.81m/s2
β-输送机的工作倾角，cosβ≈1；
qB-每米长输送带的质量Kg/m；
qG-每米长输送物料的质量Kg/m；qG=Q/3.6V
qRo-承载分支托辊每米长旋转部分的质量，Kg/m；
qRo=mRo/LRo；mRo-承载分支中一组托辊旋转部分的质量Kg；
LRo-承载分支（上）托辊的间距m；
qRu-回程分支托辊每米长旋转部分的质量，Kg/m；
qRu=mRu/LRu；mRu-回程分支中一组托辊旋转部分的质量Kg；
LRu-回程分支（下）托辊的间距m
FN-附加阻力
FS1-特种主要阻力
FS2-特种附加阻力
FSt-倾斜阻力
Fu=FH+FN+FS1+FS2+FSt=fLG[（2qB+qG）cosβ+qRo+qRu]+qGHg+FS1+FS2
查表得：f=0.025；
mRo=14Kg；mRu=12Kg；取LRo=1.5m；LRu=3m，则
qRo=mRo/LRo=14/1.5=9.3Kg/m；qRu=mRu/LRu=12/3=4Kg/m；
查表选阻燃橡胶带，得qB=10.70Kg/m，则：
qG=Q/3.6V=64/3.6×2=8.9Kg/m
倾斜阻力：FSt=qGHg=qG×g×Lsinβ=8.9×9.81×sin100=15.16N
特种阻力在本输送机设计中粗计为1000N。
Fu=FH+FN+FS1+FS2+FSt
=fLG[（2qB+qG）cosβ+qRo+qRu]+qGHg+FS1+FS2
=0.025×31×9.81[（2×10.70+8.9）×cos100+9.3+4]
+15.16+100
=1344.32N
电动机功率的确定：
根据计算，从实际工况出发，选择30KW电动滚筒2个。
2.制做过程
机头结构牢固、简单、紧凑，采用160mm槽钢做底座，槽钢之间采用整体焊接，立柱采用120mm槽钢，与底座焊接在一起，形成一个整体，储带仓高度达到了400mm，比以往提高了近200mm，机头架子两面钻眼，便于安装和拆卸。采用TDY75型电动滚筒，安设维修方便，占用空间面积小。
3.取得效果
（1）把PJ-1000mm皮带的H架改成800mm皮带用的架子，把1000mm皮带裁掉200mm，变成800mm皮带，节约了材料。
（2）提高了架子高度200mm，使储带仓的高度达到了400mm，这样就使储带仓减少了摩擦阻力，节约了电能，清货容易，延长了皮带的使用寿命。
（3）该皮带机可设为双运皮带，只需把H架、底托辊加密到1.5米一个即可，解决了往工作面运料的难题，减轻了一线职工的劳动强度。
（4）节约了空间，减少了故障点，维修便利。
4.产生的经济效益和社会效益
此项工程是斜井区机电队利用保生产之外的空余时间，自行设计、制造、安设而成，相比整机采购，大大节约了成本。据粗略估计，可为企业节约人工费2万元，节约材料费10万元，总计12万元，投入运行后，每年还可为企业节约维修费5万元，具有一定的经济效益。
改造后，大大减轻了维修人员工作量，节约了材料，消除了安全隐患。因此这项改造对斜井区也具有显著的社会效益。
