長距離水平轉彎皮帶機輸送機設計

陳日新 王騰輝 游文源

珀挺機械工業(廈門)有限公司

長距離水平轉彎皮帶機輸送機設計

陳日新 王騰輝 游文源

珀挺機械工業(廈門)有限公司

隨著工業的發展，長距離平面轉彎帶式輸送機的需求越來越多，它的應用減少了帶式輸送機的轉接，達到了長距離輸送目的，提高了產品的技術含量，具有顯著的經濟價值。水平轉彎輸送機的設計研究，對今后大型煤礦的采掘、物流集散地輸送、以及應用帶式輸送機的各行各業，都將起到非常重要的作用。本文主要探討分析了長距離水平轉彎皮帶機輸送機設計要點，以供參考。

帶式輸送機;水平轉彎線路;多點驅動;轉彎段托輥組;復合拉緊裝置

1 長距離水平轉彎帶式輸送機特點

水平轉彎帶式輸送機除了具有普通帶式輸送機的特點外，還具有很多自身的特點。當帶式輸送機起終點不能直線連接的時候，就采用一種水平轉彎的帶式輸送機，繞過障礙物或不利地形，實現少設或不設中間轉載站的靈活運行線路，從而減少設備的數量，避免物料的二次破碎，減少管理人員，使系統的供電和控制系統更為集中。中間轉載站的取消，解決了轉載站帶來的一系列問題，如：取消了緩沖板、清掃器、導料槽等磨損件，無物料溢出或者堵塞的危險;減少粉塵和噪聲，有利于保護環境;取消了中間轉載的卸料高度，減少了不必要的能耗。這樣一方面有利于帶式輸送機的經濟運行，另一方面還大大減小了環境的污染和噪音，這更符合現代工業對帶式輸送機提出的要求。例如在煤礦開采中，轉彎帶式輸送機可減少地下洞室、驅動裝置等的投資，消除了因輸送機搭接而產生的物料提升等能量損耗。另外，在帶式輸送機結構部件設計選擇方面，除了彎曲段的部分結構件外，其他各個重要部件如頭部的驅動裝置、中部或尾部的張緊裝置以及輸送帶等均可與普通帶式輸送機通用。隨著我國加強能源、港口、建材、礦產的建設，采用大型水平轉彎帶式輸送機勢在必行，這就是彎曲帶式輸送機興起和發展的原因。

2 長距離水平轉彎皮帶機輸送機設計

2.1 長距離帶式輸送機主要組成部分

長距離帶式輸送機主要部件包括驅動單元、聯軸器、傳動滾筒組、改向滾筒組、托輥組、輸送帶、拉緊裝置、翻帶裝置、機械式清掃器及水清洗裝置、安全保護裝置、鋼結構桁架、鋼結構支腿、維修小車、維修小車停車房、安全防護欄、機罩等。

2.2 水平轉彎線路的布置

設計背景：從礦山至電廠，高度差約116米，水平距離約14220米，運量4500t/h，輸送物料為原煤。

考慮到本案的地形及輸送距離，本著最大限度滿足總體設計的工藝性、設備使用的可靠性及設備的先進性，決定采用水平轉彎的長距離帶式輸送機。

2.3 驅動方式的選擇

長距離大型帶式輸送機驅動電機容量大，設計上需要滿足帶式輸送機能負載啟動和多機驅動的特點，在滿足設備整體工藝的前提下，驅動裝置應具有較高的傳動效率，良好的可控性。經過多個方案比較分析，最終選擇前、后驅動的驅動方式，本機采用6×1700kW頭部四驅(三用一備)和尾部兩驅(一用一備)。驅動裝置由電動機+變頻器+飛輪+減速器組成。此驅動裝置具有如下功能：1)無級調速;2)慢速無載調試功能，可0.5m/s左右頻繁起動;3)使用系數大于電動機功率的1.5倍并具有過載保護功能;4)具有良好的功率平衡功能(系數不低于0.97);5)軟停車功能(0.05～0.1m/s);6)能夠實現空載或滿載無沖擊起動(起動加速度≤0.05m/s2)。驅動單元主要由電動機、飛輪、減速器、高速及低速軸聯軸器等組成。

2.4 拉緊裝置的選擇

為使帶式輸送機正常運行，應使膠帶具有足夠的張力，使膠帶與滾筒之間產生足夠的摩擦力，保證膠帶不打滑，并限制膠帶在各托輥間的垂度，帶式輸送機需配置有足夠大拉緊力的拉緊裝置。帶式輸送機通常配置的拉緊裝置有：垂直重錘拉緊、重錘車式拉緊、固定絞車拉緊、液壓自動拉緊等幾種拉緊形式。

本機選擇垂直重錘拉緊+絞車拉緊的復合拉緊裝置，采用“拉緊小車+重力箱+塔架+絞車”的方式。該復合拉緊裝置利用了垂直重錘拉緊動態響應速度快和絞車拉緊行程長的特點，重錘箱為主要執行元件，實現帶式輸送機起動和運行時的動態拉緊，絞車為輔助執行元件，在垂直重錘拉緊行程將要用盡時啟動絞車收繩，將重錘箱提升到一定高度以提供足夠的拉緊行程。為了防止拉緊行程過長膠帶下垂，采用移動式托帶小車在拉緊車前方托膠帶。

2.5 轉彎段托輥組的設計、安裝

水平轉彎帶式輸送機彎曲段輸送帶單元兩端的張力方向有一夾角，輸送帶單元的合力不平衡，將產生一個向心力。通過計算，利用可調托輥組讓膠帶獲得出力所需的足夠的張力，又要使膠帶中的物料平穩輸送，最關鍵的是在空載起動時不產生“飄帶”現象。為了合理地選擇結構型式，借助了相應的軟件程序對鋼結構件進行了強度和剛度計算及穩定性計算，最終確定轉彎半徑為2500m，設計制造了轉彎處托輥組、管式中間架及支腿，解決了平面轉彎膠帶在轉彎處產生張力造成膠帶向內跑偏的問題。

水平弧段承載槽形托輥組由三節托輥組成，槽角45°。托輥組靠近水平弧的弧心方向可抬高，最大可抬高11.5°，安裝時根據實際需要調整。水平弧段回程V形托輥組安裝在中間架下方，與水平成15°角。托輥組靠近水平弧的弧心方向可抬高，最大可抬高8°，安裝時根據實際需要調整。

結束語

平面轉彎帶式輸送機是根據力學平衡原理而設計的自然變向轉彎帶式輸送機，解決了帶式輸送機設計中經常遇到在一條線路上，而不是在同一條直線上，需要增加中間轉載，從而影響經濟效益、輸送效率及可靠性等關鍵問題。水平轉彎取消了緩沖器、清掃器、導料槽等磨損件;無物料溢出或堵塞的危險;減少粉塵飛揚和噪聲，使系統供電及控制系統更集中;有利于保護環境;取消了中間轉載卸料高度，減少了不必要的能耗。平面轉彎帶式輸送機結構簡單，便于維護，適應于轉彎巷道，減少轉載點，提高了安全系數，是一種比較適合井下實際情況的新型、高效煤礦輸送設備，具有廣闊的發展前景。

[1]丁兆倫.鄭建明大功率強力帶式輸送機設計與研制.西安理工大學[D]，2007，2-5.

[2]戰悅暉.宋偉剛平面轉彎帶式輸送機變坡轉彎理論的研究[D].東北大學，2006，13-49.