斜井強力皮帶選用起吊設備的技術分析及實踐

師 敏，王邦星

（汾西集團宜興煤業有限公司，山西 孝義 032300）

斜井強力皮帶選用起吊設備的技術分析及實踐

師 敏，王邦星

（汾西集團宜興煤業有限公司，山西 孝義 032300）

分析了強力皮帶起吊牽引的方法，通過實踐發現起吊理念要點，結合實際情況推薦起吊最佳方法。

皮帶；牽引；摩擦；歐拉；導鏈

1 概述

山西汾西宜興煤業有限責任公司主斜井強力皮帶，是山西省最長坡度最大的皮帶之一，全長1386m，坡度為 25°，強力皮帶機型號為DTL120/630×3/650。電機功率為3臺630kW電機（現使用2臺）減速器為SEW型ML3PSF120，最大提升能力300萬t。現為120萬t，帶寬1.2m，帶速3.15m/s，強力皮帶為ST4500，皮帶質量為62kg/m，機頭卸煤滾筒為φ620mm×1400mm，聯軸器軸位為φ340，在試運行空載時，滾筒軸從未上電機側距軸端約1/3處斷裂，由于及時發現未造成其它事故，由于要更換滾筒，需將強力皮帶牽引起吊到一定位置才能將滾筒從機頭架上拆出，才能更換新滾筒，經本公司相關人員討論形成三種方案。

2 方案比較

第一種方案，用回柱絞車與滑輪組組合，形成拉力，將絞車固定在將要安裝第三臺驅動裝置的位置上，滑輪組定滑輪固定在機頭大架上，用夾具將皮帶夾住。動滑輪組與其固定在一起，同時松動機尾漲緊裝置，通過計算只須移動4m即可。

第二種方案，經計算皮帶下滑力為72t，用兩個40t導鏈將皮帶牽引。

第三種方案，是工人師傅在實踐中對普通斜井皮帶常用的一種方法，即皮帶倒拉法，詳細的方法是將皮帶打倒轉，用皮帶上的電機倒轉牽引皮帶回空段，并將其拉至需要的位置。

第一種方案優點：起吊時可省大量的人力；采用滑輪組可省力（現為10輪滑輪組，可最大省11倍的力）；20t回柱絞車易于尋找（本公司就有20T絞車）；開停可隨意控制。

缺點：對皮帶夾具要求嚴格。運行速度不平穩，受外界影響大。

第二種方案優點：運行平穩；產生的摩擦阻力和加速度影響小。

缺點：40t導鏈購買須定做；皮帶夾具要求嚴格；耗費大量的人力，起吊距離越大人越費力；當人員不足時影響工期。

第三種方案從理論上說可以使用，在斜井中普通皮帶上已實踐過，因為從歐拉公式和功率公式可知歐拉公式

式中：FL為主滾筒相離點的張力，N；FYmax為極限平衡狀態下主動滾筒相遇點的最大張力，N；α為膠帶在主動滾筒上的圍包角，rad；μ為膠帶與主動滾筒的摩擦系數；e為自然對數的底，2.71828。

功率公式 P=F·V.

式中：P為功率，kW；F為受到的力，N；V為在力的作用下產生的速度，m/s。

要想有足夠的拉力，在功率不變的情況下，速度越小，拉力越大，而強力皮帶使用了變頻器，其特點為在低于工頻時恒功率，即滿足功率一定，而變頻器又可調速，滿足了拉力與速度變化的要求。

而歐拉公式說明要牽引皮帶須滿足滾筒與皮帶有足夠的摩擦力，而摩擦力中摩擦系數不變，只有增加正壓力來提高摩擦力，可采用絞車拉滾筒圍包角以外部分的皮帶，用以增加皮帶與滾筒的摩擦力，當皮帶的拉力等于皮帶下滑力時，皮帶就停止運動，若大于其下滑力，皮帶前進，小于下滑力則皮帶下滑，當皮帶下滑時，皮帶的正壓力又隨之增加，拉力變大，總之：必有一點是皮帶既下滑而又未下滑的力，即臨界狀態，在臨界狀態下，工人們可將拉起的皮帶固定，這樣，其優點為減少大量的人力，物力；須要多工種，多方位的人員配合。時間短。

缺點是人們沒有在大功率的皮帶上實踐過，存在不確定因素；人們對技術知識認識不夠，特別是變頻器對皮帶的作用，即機電分家。不能正確使用機電設備的性能；對設備的可靠性，要求嚴格（包括夾具）由于對技術認識的不足，經決定使用第一種方案。

3 實踐結果

安裝20t絞車后采用了10組滑輪組，3根繩穿繞起吊，皮帶不動，后采用了7根繩穿繞，皮帶前近3.15m后不再前進，連續幾天仍不見效果，后用了導鏈將機尾平段拉一導鏈后才牽引夠4m。前后安裝共用了11d。

后來，更換滾筒軸承時，采用第二種方案，僅用一天時間安裝完畢。

第三種方案沒有試驗，但本作者傾向于第三種方案。

4 原因分析

1）20t回柱絞車銘牌有誤：在20t絞車上寫有最大拉力為20t，而其最小速度為0.2m/s，功率為20kW。

據公式F=P/V=20×103/0.2=10t.

即最大拉力為10t，而不是20t。即最大拉力僅有70t。

2）拉力有變化：根據公式P=F·V計算可知，功率一定的情況下，速度與力成反比，絞車在運行中由于絞車鋼絲繩在纏繞中運行，外圈的角度與內圈角素速度相等，而線速度為

v=r·w式中：v為線速度；r為半徑；w為角速度。

與半徑成正比，而半徑隨鋼絲繩纏繞直徑增大，拉力減少，所以拉力越來越小。其圖如下：

加速度的影響變化的是外界托輥等阻力，對皮帶拉力的影響，托輥隨速度增加而阻力增大（因為是前傾托輥），所以加速度要增加。

3）絞車固定方向與皮帶運行方向不平行存在分力。致使向上拉力減少。

為什么兩個20t導鏈能拉動79t的皮帶呢？

因為在計算中是把上下皮帶全部加上，因此下皮帶僅為一半的力，且下皮帶摩擦阻力小、皮帶有200m的平段，所以能拉動。

5 經驗推廣

經事實證明，不能完全相信銘牌和技術說明，其安全系數應按標準校驗；導鏈拉力均勻，起吊牽引優先考慮導鏈；絞車受緒多條件限制，無法滿足牽引要求，在其加速度變大時無法滿足要求。

Analysis and Practice oFStrengthened BelTTechnology oFHoisting Equipments in inclined shafts

SHI Min,WANG Bang-xing
(Yixing Coal Co.,Fenxi Group,Xiaoyi Shanxi 032300)

The paper analyzes traction method with strengthened belt.In practice,the author summarizes main points oFhoisting principle and finds ouTthe besTapproach.

belt;traction;friction;Euler;chain

TD528+.1

A

1672-5050（2011）07-0043-02

2011-04-29

師 敏（1968—），男，山西平遙人，本科，從事煤礦管理工作。

劉新光