大倾角带式输送机的设计分析

马 伟

（汾西矿业曙光煤矿， 山西 孝义 033000）

引言

大倾角带式输送机由于输送倾角偏大，所以被广泛用到化工、冶金、煤炭、港口、矿山等运输领域，它的关键技术是断电制动、平衡功率、防止滚料等。常见的块状、散状、颗粒状物料在DTII与TD75型带式输送机进行输送时，倾角必须在20°以内。如果井下与井口倾角在20°～28°间，长度大于300 m，将带式输送机应用到其中能大幅度提高井下运输，从客户的角度来看不仅实惠，而且便利。因此，在实际工作中，必须结合实情不断优化带式输送机驱动装置。

1 大倾角带式输送机主要部件的设计分析

1.1 电动机功率的确定

深槽型与花纹带式输送机运行期间必须克服运行阻力，具体包含附加、特种与倾斜阻力。带式输送机驱动滚筒圆周力是上述几种阻力的和，结合圆周力就能确定电动机功率。

1.2 可控启动装置的设计

带式输送机可控启动的常见形式是鼠笼式机械调速，它能在负载的状态下达到减速停车与可控启动的要求，机械调速包含CST可控启动传输与调速型液力耦合器。液力耦合器的优势是能支配一定程度的软启动；能空载启动电动机，减少电网负荷与机械冲击；有着良好的过载保护功能；额定负载下有着很好的传动效率；性价比高，价格便宜。它的缺点是能耗大，工作中会出现很多热量，很难满足降耗节能的要求。

GST可控启动装置的特征是：符合电动机空载启动要求，整个输送带启动平滑，速度从零开始上升，连续的加速度，满足软启动无冲击的要求；符合输送带低速运行，并且能任意加减输送带速度；能迅速响应控制系统；冷却系统符合频繁启动要求；有着灵敏的过载保护。

在带式输送机可控启动选型设计中，必须结合煤矿生产规模、技术状况、经济承受力选择调速型液力耦合器或者CST可控启动传输。从国家的政策要求与先进技术考虑，会选择CST可控启动传输，其规格会结合计算功率选取CST系列产品[1]。

1.3 输送带设计

输送带作为带式输送机的关键部分，针对大倾角输送机，通常会结合张力进行计算，选择钢丝绳芯输送带；针对较小输送量的输送机，PVG与PVC织物输送带也符合工作要求。和钢丝芯输送带相比，织物整芯输送带更加轻便，黏接工艺简单易操作。事实上钢丝绳芯的输送带面对制造工艺的要求更为复杂，整个钢丝绳外观边胶必须一致，张力一致，内部输送带不能有明显的波浪问题，反之输送带运转时就会跑偏，严重时还会损坏架子、托辊、滚筒等相关部件，造成不可预估的损失[2]。

1.4 滚筒卸载与传动设计

为了避免输送带和滚筒不必要的打滑情况，尽量使用较大的包胶，利用人字包胶改善摩擦系数与质量，借助胀套等形式达到连接目的，以此减小安装要求，调整轴向定位，方便拆装，这样即使滚筒损坏也能再次利用[3]。

一般情况下，带式输送机的前端装设卸载滚筒，发挥扬煤卸载作用。整体运转期间，这类滚筒受力非常好，受输送带空载与空载合力等因素影响，承载段也会反噬滚筒。在这期间，空载段不只是驱入部分，同时也是松紧区域，会对滚筒发挥作用，利用筒皮作用于轴上。针对卸载滚筒、传动滚筒设计，设计强度的安全系数必须超过2，同时加工工艺要以质量要求出发。为了保障轴肩筒皮、过渡圆角、接盘焊缝质量，每个环节每个工序都必须严格把关，不得出现集中应力的情况。

1.5 逆止器设计

因为倾角超过20°，所以在设计期间必须选用恰当的逆止器，一般情况下闸瓦制动器、滚柱逆止器对大倾角输送机的保险系数、逆止力矩的要求较少，整合各类输送机运行状态，使用双重逆止装置，也就是在减速器一端使用YWZ型液压推杆制动，将非接触或者接触式逆止器安置在另一端减速器高速轴上，配合效果好[4]。

1.6 托辊设计

针对承载托辊，因为输送机倾角相对较大，在输送散状物料时，最好将两边托辊槽角设计为60°，使用单排4辊或者双排4辊，并且4个滚子互相错开[5]。下托辊属于非承载托辊，因为钢丝绳芯的输送带有着很大的自重，所以下托辊不能按照常规方式考虑，此时会将它变成2辊式V字形，这样才符合钢丝绳芯输送要求。

1.7 挡煤装置设计

倾角较大倾角的输送机，若运输物料有很多颗粒，例如大块煤，很可能运行期间出现反向滚落，影响恶劣，甚至带来机械故障与人员受创。针对这种情况，设计时必须考虑挡煤装置与分布。这种装置物料可以沿着输送带通过，逆行会受阻，结构简易、操作方便是它的显著特征。

1.8 张紧装置设计

之所以输送带能顺利传输物料，就是利用驱动滚筒与输送带摩擦达到的，所以安装好整机后，要确保输送带张紧。车式拉紧需要借助固定绳轮组，耗力耗时，而垂直拉紧要有一定的下垂空间，但井下煤矿存在诸多阻碍。针对此类情况，张紧小车的设计能化解该问题，只需铺设15 kg/m的轨道[6]。焊接时，车身通常会采用结构式焊接，车轮借助可逆配置的方式工作，也可以在车身安装滑轮，借助JH对张紧小车实施张紧，或者车身部分安置锤块，此时张紧小车也属于机尾。

2 驱动部分的分析

驱动部分是整个带式输送机的核心部分，对长距离、大倾角、功率大的驱动系统而言，其问题关键在于怎样延长启动时间，控制启动的加速度，而非直接起动。通过协调液力耦合器，充分利用泵轮使机械成为工作动力，利用涡轮把它变成机械能，实现输出、输入时的功率与矩阵转换。可控起动中的传输设备主要针对的是大型带式输送机调速器、减速器以及离合器，使用这两类驱动装置能顺利完成带式输送机软启动功能，不仅能改善起动性能，还能达到过载保护，延长电机、输送机使用时间。

3 结语

大倾角带式输送机是煤矿开采与运输的核心设备，需要设计人员结合煤矿工作环境，充分利用现代技术，优化其驱动装置设计方案。事实上，选用恰当型号的驱动装置，不仅能减小输送带强度等级，减少整体成本，还能提高工作效率与质量。选用液力耦合器能实现多台驱动平衡工作，提高输送机运转与启动性能。因此，在实践工作中，必须做好制动、输送带、驱动的设计工作，从源头上保障工作效率。