大傾角帶式輸送機優化設計及其在小型煤礦的應用

廖志誠

摘要：我國小型煤礦分散且規模較小，具有較為復雜的地質條件，在進行開發的過程中經常會運用到大斜角帶式輸送機。按照小型煤礦工作條件以及運輸巷道的具體情況對輸送機的技術參數進行選擇，并根據實際情況予以選擇，設計輸送機制動裝置、輸送帶、驅動裝置等重要部件。在實際使用過程中，這種輸送機不但能夠符合小型煤礦對生產的基本需求，還能夠將小型煤礦的生產效率予以提高。

關鍵詞：大斜角帶式輸送機；優化設計；小型煤礦

引言

隨著我國蓬勃發展的煤礦開采事業以及不斷革新、進步的開采技術，大斜角帶式輸送機被煤礦開采業所認識并廣泛的應用在工作中。大斜角帶式輸送機的運輸傾斜角通常在28°以上，因為傾斜角度高于普通輸送機，其設計要點也和普通輸送機存在明顯的差別。所以要對大斜角輸送機的優化設計、選型設計、在小型煤礦中的應用進行分析和研究。

1.大傾角帶式輸送機優化設計要點

1.1選擇帶速應具有的參數v

設計運輸機帶速參數首先要對設計參數予以確認，然后選擇輸送帶托輥和相關設備的部件，科學設定帶速，能夠提高輸送帶的平穩性。輸送帶和物料在運行過程中受物理學的影響，物料會出現滑落和掉落的現象，對運輸造成影響。所以其帶速時要控制在2.5米每秒以下。

1.2計算和選擇輸送機摩擦系數f

選擇帶式輸送機摩擦力系數對驅動功率、逆止力矩和膠帶輕度等環節的使用具有直接關系。大傾角帶式運輸機在計算對額定工時要選擇較大的摩擦系數，一般情況下，大斜角帶式輸送機要設定0.04以上的摩擦系數。

1.3為輸送帶設定安全系數n

輸送帶安全系數直接影響到運行效果，所以選擇正確的安全系數能夠避免事故的發生。大傾角輸送帶的安全系數應該在8以上，但也不是安全值 越大越好，通常傳送帶規格和安全系數呈正比，規格高的輸送帶安全系數高，但高規格的輸送帶會對輸送機的起動性和自動產生限制。

2.關鍵部件的優化選型設計

2.1計算大斜角帶式輸送機輸送能力

按照煤礦原煤的產出量來選擇大斜角帶式輸送機具有的規格和類型，假設原煤塊度大而含水量小，就要選擇花紋帶式輸送機；如果原煤塊度小、水分大，就要選擇深槽型輸送機，其輸送能力可以用公式進行計算。

花紋帶式輸送機的實際輸送能力為：Q=3.6Avky，其中v是傳輸帶具有的運行速度；k是傳輸機具有的傾斜指數；y是原煤密度；A是輸送帶原煤具有的橫斷面積。深槽型帶式輸送機實際運輸能力為：Q=3.6Avky>Q。

2.2設計和選擇驅動裝置

深槽型帶式輸送機和花紋帶式輸送機的驅動裝置包括聯軸器、電動機、傳動滾筒、減速器和控制裝置。

第一，確定電動機的功率。深槽型帶式和花紋帶式輸送機在正常運行時要面臨并克服阻力。運行阻力包括傾斜阻力、特種附加阻力、特種主要阻力、附加阻力以及主要阻力。帶式輸送機工作時驅動滾筒所承受的圓周力是所有阻力之和，將圓周力進行計算，就能夠得出需要的電動機的功率。

第二，選擇可控啟動裝置。帶式輸送機控制裝置一般采取鼠籠式電動機和機械調控裝置相搭配，能夠實現在復雜情況下的減速停車和啟動。機械調速裝置包括CST可控啟動傳輸以及調速液壓耦合器， CST可控啟動傳輸設備具有的特點包括電機能夠空載啟動，速度緩慢提高，連續進行加速度，可以無沖擊的進行軟啟動；輸送帶在進行低速運行時，可以加減隨意調節；在控制過程中具有較快的響應速度；過載保護比較明顯。

調速液壓耦合器具有顯的優勢為：能夠完成軟啟動；電動機能夠空載啟動，降低電網波動、減少對機器的沖擊；能夠實現過載保護；在額定負載下實現高效傳動；價格低廉等。其缺點包括耗能大、工作形成高熱量以及需要散熱設備等。

在實際應用中，要根據經濟承受能力、生產規模、技術狀況對可控啟動裝置進行選擇。

2.3選擇輸送帶

帶式輸送機中輸送帶起到承載和牽引的作用，要具有足夠的承載能力和強度。深槽型帶式輸送機可以選擇人字形輸送帶或者鋼絲芯輸送帶，煤礦井下使用的輸送帶要具有阻燃功能。花紋式輸送帶表面具有圓錐凸塊，其高度為25mm，傾角能夠達到25°。

3.在小型煤礦中的應用

某小型煤礦具有三十萬噸原煤生產能力，主斜井帶式輸送機所具有的基本參數為：井下設置能夠儲煤400噸的煤倉，給煤機給料運量為每小時180噸，港道具有28°的傾角，水平運距為300米，提高度為159米，煤塊大小為0-150mm之間。設計、安裝大傾角帶式輸送機的具體方式為：

第一，運用軟啟動的驅動裝置，包括Y系列三相電機、可以調整速度的液力耦合器和硬齒面減速器。此驅動具有造價低、啟動性能高以及維護成本低等特點。

第二，機身使用H架螺栓、十號鋼槽、承載托輥組連接而成，承載托輥選擇雙列V形等長四節推輥組，外側兩組和內側兩組托輥具有的傾角分別為60°和25°，輸送帶各點具有相同的彎曲曲度，提高物料間的摩擦力。為了避免出現輸送帶抖料的現象，在60°深槽托輥間安裝45°、30°、20°和10°的托輥組。將三個槽安裝在60°托輥組的邊支柱上，對前傾的托輥進行調節，讓輸送帶保持平衡、中性，避免傳送帶出現跑偏的現象。

第三，輸送帶使用阻燃鋼絲繩芯輸送帶，可以確保傳送帶擁有較強的成槽性和堆料厚度，以及物料不會因為振動而出現滾落和滑落的現象。

第四，運用H型鋼焊接成三角結構的傳動機架，用槽鋼焊接成三角形的轉向機架和卸載機架。改向機架、卸載機架和傳動機架都由兩片組成，在現場運用螺栓聯接在一起。

4.結束語

大斜角帶式輸送機現在已經在煤礦開采過程得到廣泛的應用，只有保證輸送機具有科學合理的設計，才能夠提升煤礦的開采效率。在選擇大斜角輸送機的過程中，要全面了解和掌握其設計要點，才能夠確保投入使用的大斜角輸送機應具備的使用性和質量，達到設計要求的可靠性和安全性，將煤礦開采的運輸能力予以增強。

參考文獻：

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