谈固定式带式输送机的设计

卞雪晴

摘 要：作为现代化机械输送方式，固定式带式输送机的应用对于提高企业生产效率和经济效益具有重要作用。文章首先介绍了固定式带式输送机的结构组成及工作原理，然后具体探讨了固定式带式输送机的设计思路，以期为相关技术与设计人员提供参考。

关键词：固定式带式输送机；结构组成；工作原理

中图分类号：TD528.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）24-0007-02

作为一种连续性输送设备，带式运输机在化工、煤矿、电力等多个领域都获得了广泛影响。相比较其他运输设备，带式输送机具有设备结构简单、运输距离长、操作方便、输送性能高、生产效率高等优点。然而在设计运行中因输送工作条件与所处环境的不同，对于带式输送机结构布置方式及构件选择也相应存在一定的差异。因此，加强有关固定式带式输送机的设计研究，对于改善带式输送机的设计水平和应用水平具有重要的现实意义。

1 固定式带式输送机结构组成与工作原理

1.1 结构组成

固定式带式输送机是指输送带同时作为承载与牵引机构实施物质运送的一类机械方式。固定式带式输送机主要由张紧装置、托辊与机架、输送带、清扫装置、制动装置、机尾、机头驱动装置等组成。机头驱动装置是固定式带式输送机的关键部件，其具备张紧、驱动、逆止、制动与卸载等功能，按照机头驱动站移设方式差异可分成非自行式与自行式两种；机尾装载站是输送机的受料部位，其主要包括不带驱动装置的机尾站、带驱动装置的机尾站与带拉紧装置的机尾站三种类型，机尾主要包括机尾清扫器、机架、机尾滚筒与缓冲托辊组等部分。固定式带式输送机的结构图，如图1所示。

其中，1为头部漏斗；2为机架；3为头部清扫器；4为传动滚筒；5为安全保护装置；6为输送带；7为承载托辊；8为混充托辊；9为导料槽；10为改向滚筒；11为螺旋拉紧装置；12为尾架；13为孔段清扫器；14为回程托辊；15为中间架；16为电动机；17为液力耦合器；18为制动器；19为减速器；20为联轴器。

1.2 工作原理

输送带在外力牵引作用下环绕通过张紧装置，并由装料设备实施持续装料；输送带采用无间断循环连接，确保运输的连续性，其上下部均采用托辊进行支撑；因运输需滚筒与输送带间的摩擦力作为转换层，因此安设辅助装置，在运行至下料器时开展下料。

2 固定式带式输送机设计

2.1 主要参数计算

2.1.1 改向滚筒与传动滚筒的合张力计算

依据输送机在不答话条件下的最小张力与滚筒圆周力进行传动滚筒合张力计算；依据统计出的不同特性点的围包角和张力等对改向滚筒的合张力进行计算，由此选用恰当性好的改向滚筒。

2.1.2 固定式输送机传动功率计算

为符合设计标准，在设备设计中传动功率应设定下限值。

①电动机功率计算公式为：

PM=PA/（ηη'η"）

其中，PM表示电动机功率，kW；PA表示传统滚筒轴功率，kW；η表示传动效率，通常情况下联轴器效率取值为0.98，若在多级减速状态下则采用复合效率进行计算；η'表示电压降系数；η"表示多电机功率不平衡系数。依据计算出的电动机功率值，按照电动机型谱，在进行电动机数量与型号选择时，应保证电动机总功率高于计算出的电动机功率值。

②传动轴功率计算公式为：PA=FU×v

其中，PA表示传动轴功率，kW；FU表示圆周驱动力，kN；其是各项传动阻力的总和。

2.1.3 传动滚筒最大扭矩计算

公式为：Mmax=FU×D/2 000，其中，D表示传动滚筒的直径，mm。

2.1.4 输送机最大输送性能计算

Q=3.6 svk？籽，其中Q表示每小时的运输总量，kg；v表示每秒钟输送带的运行速率；？籽表示输送料每立方米重量，kg/m3；s表示输送的最大堆积面积，m2；k表示皮带机的倾斜系数。

2.1.5 拉紧力与输送张力计算

拉紧装置在运行中应符合以下标准：在停机与启动过程中输送带在驱动滚筒分离点应具备恒张力，且比值应在1.3～1.7之间；在运行过程中，同样需要输送带具备恒张力以免打滑。

输送带张力计算时，为确保输送机运行正常，应符合两种条件：①张力充分，可确保输送带在两组承载托辊间的垂度低于设定值；②在各种负荷条件下，输送带与滚筒间应避免打滑。

2.2 重要部件选用与关键技术

2.2.1 软启动与驱动技术

当前带式输送机通常采用电气式与机械式两种启动方式。电气软启动主要是指采用中高压或低压变频调速装置；机械式软启动主要包括液粘软启动装置、调速型液力耦合器、国产机械软启动装置MST或CST等类型。对于大功率输送机一般选用CST软启动装置或高压变频调速装置以完成系统软启动过程。

对于特殊工况条件下的大型固定式带式输送机，其驱动通常采用减速器结合电机的布置方式，减速系统则选用直交轴或空心轴形式；驱动装置底座支撑可采用固定支撑或浮动支撑：

①固定支撑结构中，减速器主要使用实心轴直交布置，并使用弹性联轴器与传动滚筒连接；驱动装置使用高性能螺栓固定在機头站底座位置；固定支撑结构的优点是安装、维护、调整相对简单，缺陷是螺栓连接装卸繁琐，且需要的机头站底座尺寸较高。

②对于中小型固定式带式输送机驱动装置底座一般会选用浮动支撑结构，底座一侧运用单点浮动支撑，另一侧减速器输出空心轴安装在传动滚筒的出轴位置；浮动支撑的优点是安装标准较低，附加应力对机壳的影响较小，附加弯矩对减速器的影响较小，传动精度可有效提升；其缺陷是运行中因驱动装置自重影响使得轴弯矩较大，容易导致锁紧盘或短板失灵。

2.2.2 单元机身

中间架属于独立单元结构，主要采用由横梁、钢座、纵梁、立柱、吊挂托辊、斜拉筋组成的固定式钢座结构；中间架两侧需安设三层电缆支架，上下托辊组都采用吊挂式托辊组，上传挂托辊组间距应控制在1.2 m左右，下传挂托辊组间距应控制在3 m左右，使用梳形托辊形式制作下托辊，以方便对胶带脏面进行全面清理；上下托辊均使用铁皮冲压轴承座，机尾与机头位置的上托辊组可设置10 ？觷与20 ？觷的过渡托辊，以降低托辊受力，提高机尾与机头托辊的使用年限；头尾与受料站处的下托辊可使用平托辊，以保证清扫彻底。

2.2.3 清扫技术

利用高效耐用清扫技术，可有效改善输送机的清扫效果。对于固定式带式输送机，在滚筒卸载位置可安装两道清扫装置，机头输送带进入传动滚筒前和机尾回程段均使用一整套空段清扫设备。一道与二道清扫装置均使用具有耐寒、防腐、耐磨、阻燃、低摩擦、高强度的聚氨酯复合材料刮刀，可有效改善刮料效率及稳定性，且不会对输送带造成损伤；同时使用预压式调压器来完成对刮刀压力的自动调整，可保证接触压力稳定、均匀。空段清扫装置主要采用一体化成型聚氨酯刮刀片，利用自重力式与输送带贴合，同输送带具有较高的跟随性。

2.2.4 张紧装置布置

固定式带式输送机一般会选用液压自动张紧装置，其能依据输送机在运转及启动过程中的不同拉紧力，选用恰当的胶带张力，且具有断带过程中自行切断输送机或打滑时自行加大拉紧力的作用，可确保输送机在标准运行状态下工作。因空间较小，张紧车架与张紧改向滚筒都采用非标设计，张紧车轨道要焊接至机头支撑架的大梁上部，以确保输送机中心线同轨道中心线完全重合。

3 结 语

固定式带式输送机的设计水平將直接关系着输送机的输送性能及使用寿命，因此，相关技术与设计人员应加强有关固定式带式输送机设计研究，总结带式输送机设计原则及关键部位设计要点，以逐步改善固定式带式输送机设计的质量。

参考文献：

[1] 李树波.带式输送机输送带跑偏的调整方法[J].科技资讯，2012，（10）.

[2] 杨桐林.五阳煤矿主斜井固定带式输送机的设计与应用分析[J].煤，2010，（35）.

[3] 孙守德.带式输送机驱动装置的选择和比较[J].电气应用，2013，（14）.