同步覆壓帶大傾角帶式輸送機的探索設計

【摘 要】針對目前大傾角帶式輸送機存在的塊狀物料易下滑滾落發生事故的技術難題，以及目前不太理想的解決方法，開辟新思路，探索性設計了覆壓式帶式輸送機，通過理論研究分析，該型帶式輸送機可從根本上解決大傾角帶式輸送機塊狀物料下滑滾落問題，避免發生傷人事故。

【關鍵詞】同步覆壓帶；大傾角；帶式輸送機；探索；設計

0.引言

當前帶式輸送機是煤礦井上下的主要煤炭運輸設備，具有運輸能力大，運行阻力小，耗電量低，噪音低，安全性好，運行維護方便等其他運輸設備無法比擬的諸多優點，且技術成熟，型號規格系列化，因而在礦井中被廣泛應用。

帶式輸送機既可用于水平運輸，又可用于傾斜運輸。帶式輸送機用于傾斜運輸時的傾角受到一定限制，通常情況下，傾斜向上運輸時的傾角不超過18°，向下運輸時的傾角不超過15°。很大程度上限制了輸送機的使用范圍。而礦井井下煤炭運輸往往在不同地區不同水平巷道之間轉載運輸，甚至擔負提升任務，常規下如此大的輸送角必然帶來一些問題，譬如：在提升高度一定的情況下，為滿足輸送角的要求，巷道的開拓難度系數加大，開拓工程量勢必增加，相應地增加了生產成本；再有就是一些原來的軌道運輸巷道，坡度較大，一般在30o—40o之間，為了滿足生產需求，需對運輸工藝方式進行改造，假如改造成帶式輸送機運輸，受普通帶式輸送機使用條件的約束，改造工作將面臨更大困難，因而設計適宜大傾角巷道運輸使用的特殊帶式輸送機至關重要。

1.技術背景

對于大傾角輸送機而言，需要克服的主要關鍵問題是：大傾角輸送物料時物料與輸送帶之間的附著力穩定可靠，特別是要有效解決較大塊狀物料的下滑滾落問題。

針對以上問題，目前，常采用的解決方式有以下兩種：⑴花紋狀輸送帶式輸送機。花紋狀帶式輸送帶主要形式有：人字槽型輸送帶、條狀輸送帶、粒狀輸送帶。這類形式的輸送帶主要是增加物料與輸送帶之間的摩擦力，其中尤以人字型輸送帶效果最好，在輸送物料規則均勻的情況下能達到≤40°的輸送角，雖說有一定的效果，但對于煤礦井下原煤運輸來說，仍不能克服煤塊滾落的問題，輸送角也只能限制在20o—25o左右的極限值，在使用過程中仍發生煤塊滾落傷人事故，使用條件依然受到限制。⑵管狀帶式輸送機。該形式的輸送機主要是通過改造輸送機托輥架，增加托輥數量，將輸送帶約束成管狀截面，使運輸的物料約束在由輸送帶圍成的管狀體中隨著輸送帶運動，實現物料的運輸，但這種輸送機存在如下缺點：輸送帶圍成管狀，一是輸送截面變小，輸送能力大大降低；二是托輥架結構復雜的同時，使用托輥數量增加；三是輸送帶約束變形嚴重，使用壽命劇減；四是輸送機截面尺寸增大，不利于安裝使用；五是大塊物料在約束空間內滾落，間接地降低輸送能力，增大輸送成本等。

2.新的探索方案

通過以上分析研究，煤礦大傾角輸送機急需解決的關鍵問題仍是塊裝物料的滾落問題，針對這個問題特開辟新思路，提出以下新的探索性方案：設想普通膠帶輸送機在大傾角條件下的原煤運輸，物料隨著輸送帶運動時，在物料上面用一條輸送帶覆壓，覆壓輸送帶與下部的輸送機呈平行狀態同向同步運行，以此實現將物料約束在兩層輸送帶之間，增加物料與輸送帶之間附著力的同時，有效解決了塊狀物料失控滾落造成事故這個大傾角膠帶輸送機的關鍵難題，該設計方案可使輸送機最大輸送角達到約40°。其具體結構原理就是：覆壓帶亦為普通帶式輸送機用膠帶，且下帶以一定的張力懸浮在下部輸送機上帶的上面，其柔韌性和伸張的微約束性，可以滿足大小不同的輸送量，并能根據物料堆積形狀自動調整自身形態。覆壓帶與輸送帶同步同向運行，覆壓帶一方面將物料封閉在一個特定的運行空間內，塊狀物料若有滾動現象也只能在其間滾動，不能旁落發生傷人事故；另一方面可對輸送帶上有向下滑動趨勢的物料一個約束的作用，強迫其向上運動，阻止其發生滾落現象，亦即從根本上解決大傾角輸送機物料滾落下滑的難題。

同步覆壓帶大傾角膠帶輸送機結構原理簡圖

3.具體實施方法

下部輸送機為普通帶式輸送機，上托輥呈槽型布置，上部同步覆壓帶機為簡單的環狀帶式膠帶機，只擔負覆壓任務，不輸送物料。其選用膠帶帶寬比下部輸送帶小一個規格，驅動滾筒和導向滾筒規格相同，按稍大于膠帶允許的最小曲率半徑選取滾筒直徑，上帶承托在均布的平托輥上，下帶自由懸空，上下帶均呈“一”字型，這樣兩條輸送帶上下合圍成一個倒梯形的截面，可以最大化的利用空間，增大輸送機的輸送能力。為了保持輸送帶同步運行，下部輸送機和覆壓膠帶機，采用相同的帶速，這樣理論上可以保持兩條輸送帶同步運行。下部膠帶輸送機雙滾筒驅動，選用調速型液力耦合器，調速型液力耦合器具有如下工作特點：⑴能使電動機空載起動，又能利用其尖峰力矩，提高其啟動能力，縮短電動機起動時間，而使工作機滯后于電機緩慢起動。⑵用于多機驅動時能協調功率平衡，減少電網沖擊電流。⑶隔離扭振，減緩沖擊，防止動力過載，保護電機、工作機，不會因過載而損壞。⑷易于實現工作機的自動控制，操作方便。⑸提高工作機的使用壽命，減小噪音，改善了勞動環境，投資少，簡化電器設備，降低運行費用等，非常符合經濟適用條件。電機功率根據輸送量、輸送距離、輸送傾角、運行方向{上運或下運}等條件，通過計算選取。上部覆壓帶膠帶機，單滾筒驅動，配置一臺輸出轉速能滿足所需帶速的減速器，電機功率可以按照同規格輸送機空載運行條件下的功率計算選取。

4.結語

同步覆壓帶大傾角膠帶輸送機為探索性設計，從理論上對其可行性進行了研究分析，確定其可從根本上解決大傾角帶式輸送機塊狀物料下滑滾落難題，期冀能通過實踐對其可行性、可靠性進行進一步科學的認證。