浅析大倾角下带式运输机的结构特征及其设计

2017-03-11常珉

环球市场 2017年30期

关键词：托辊输送带运输机

常珉

神华宁夏煤业集团有限责任公司矿山机械制造维修分公司

浅析大倾角下带式运输机的结构特征及其设计

常珉

神华宁夏煤业集团有限责任公司矿山机械制造维修分公司

大倾角是指上运倾角18°～28°和下运倾角在16°～25°范围的输送倾角。为提高中等埋深煤层的开采效率，需要合理应用大倾角下带式运输机来完成长距离、大运量、高带速的煤炭提升输送工作。基于此，本文阐述了大倾角下带式运输机型及启动的选择，对大倾角下带式运输机的结构特征及其设计进行了探讨分析。

大倾角；带式运输机；结构特征；设计

一、大倾角下带式运输机型及启动的选择

1、大倾角下带式运输机型选择。大倾角下带式运输机的驱动一般布置在机头、可单驱动，也可双驱动，也可选择中间驱动。通常大倾角下带式运输机在机头集中驱动最为有利，它占用场地小，布置方便。大倾角下带式运输机由于自身的特点，机头输送带的张力远远大于满足滚筒不打滑条件所需的传动滚筒奔离点最小张力。因此机头驱动单元的功率配比完全可以根据现场的条件，本着经济性、备件通用性的原则任意划分。为了节省投资，大倾角下带式运输机在功率＜400kW时，应尽可能选择单电机、单滚筒驱动。

2、大倾角下带式运输机启动方式的选择。目前启动方式主要有：调速型液力耦合器、变频软启动、CST软启动。具体表现为：(1)调速型液力耦合器的优点是价格较低，性价比高，软启动性能较好，对平衡各电机的功率有很好的作用。缺点是体积较大，占用场地大，油箱发热量大，需设置热交换设备。(2)变频软启动技术应用在大倾角下带式运输机上显示了其独特的优越性，其特点主要表现为：可以实现多台驱动电机之间的功率平衡；软启动性能良好；占用场地小；调速性能好，有明显的节电效果，同时也满足了慢速验带的需求。缺点是高压变频器无防爆产品。(3)CST软启动的优点：软启动和软制动的性能优良；启动后滑差小、效率高。缺点是价格高，运行成本高，使用和维护不便。通过上述比较，大倾角下带式运输机启动方式的选择原则：驱动单元功率＜500kW时，优先选择调速型液力耦合器；驱动单元功率在500～1500kW应优先选择变频软启动；驱动单元功率＞1500kW以上的应考虑选择CST软启动。

三、大倾角下带式运输机的结构特征分析

目前大倾角下带式运输机的结构特征主要表现为。(1)采用四节深槽托辊组。为了增大物流断面积，提高输送能力，以及使倾斜输送的适应倾角增大，一般用梯形或V形断面。目前常用的深槽形托辊组有5个托辊，两侧托辊的槽角增至45°～60°，输送倾角可达20°左右。但因中间托辊仍是水平布置，物料少时，容易下滑，为克服这一缺点，可采用接近V形断面的四节深槽托辊组。这种断面能够有效提高物料与输送带之间的摩擦系数，从而增大输送倾角，但为避免输送带在侧托辊间的拐角处产生纵向断裂和块体在托辊上受挤时产生自锁效应，侧托辊槽角不能过大。(2)采用人字花纹输送带。在普通带式运输机的设计中，为了稳妥可靠，光面输送带上运料最大倾角一般为18°，下运倾角一般在15°左右。为增大输送倾角，可在运输机结构基本不变的条件下采用承载面具有花纹的输送带。花纹图案有V形、人字形和波浪形等。由于井下原料有时含水较大，为便于排水，以采用人字花纹带为宜。(3)采用振动清扫器与回程托轮。使用花纹输送带需要解决承载花纹面的清扫问题，尤其是花纹根部的清扫。通常采取以下3个措施：首先在卸料滚筒处安装接触式刮板清扫器，其清扫器压力较小，用于清除花纹凸面上的浮料；然后采用振动清扫器，使粘附在花纹间的粉尘振掉，当然花纹间仍不可避免地存在附料；如果回程托辊仍然采用普通平形托辊，由于花纹与平托辊的接触挤压振动，这部分会撤落到地面，加大了清理工作，为了减少沿程粉尘的撒落，回程托辊采用托轮支承方式。因输送带花纹有较大倾角，故在托轮宽度较小的条件下，运行中总有花纹表面与托轮相接触，以避免输送带跳动。

四、大倾角下带式运输机的设计

1、合理控制运输机启动、制动加速度。运输机有时会满载停车，然后再满载启动。这时运输机正处于负功发电状态，因此必须采用有效的保护装置以避免在启动、制动时出现飞车事故。在运输机的设计规范中规定，运输机的启、制动加速度必须小于0.3m/s2。减速器的高速输出轴上增加液力制动器，为高速轴制动器。在低速轴上面设置盘式制动器，为低速轴制动器。解决运输机的制动问题。

2、严格物料运行稳定性的控制.如何防止物料在输送带上的滚动和滑动，此问题的解决好坏将直接影响着矿井的安全生产。运输机在向下运行时，物料的重力使其有向下滚动的趋势，倾角越大物料的稳定性就越差，就越容易产生向下的滚动和滑动。当运输机突然停车时，由于物料惯性因素，它的滚动趋势就更大。当下运胶带机倾角超过物料动安息角，或是由于工况的改变如水分增大，块度变化，物料产生一个向下滚滑的趋势。经实验测得，物料在小于-19°的坡段也不会产生向下的滚动。对于运输机大于19°的坡段，我们采用设置防滚滑装置的办法加以解决。该装置是采用覆盖带型式，对运输物料加一约束反力，防止物料的滚动和滑动。

3、改进运输机运行工况。改变运行工况就必须适当增加运行过程中的阻力，使运输机在比较稳定的状态下运行，最有效的途径就是使采用阻尼托辊。运输机的功率随着所输送物料的多少不断的变化，因此当输送量较少时，运输机可能处在正功电动状态，而当输送量较多或满载时，运输机却又可能处在负功发电状态，在不同的运行状态必须采用相应的保护措施以免发生飞车事故。

4、解决停车时产生飞带现象。带式运输机实际运行中，当驱动滚筒已经制动时，由于工作面环境恶劣、空气湿度大等原因，容易产生飞带现象，从而产生巷道堵塞，损坏机件，影响工作面的正常生产。使用飞带捕捉装置能有效地解决上述原因引起的打滑飞带。