馬脊梁礦洗煤廠可逆配倉皮帶機的設計

許麗華

（晉能控股裝備制造集團，山西 大同 037001）

引言

可逆配倉皮帶機是一種專門用途的帶式輸送機，具有輸送量大、結構簡單、維護方便、成本低、通用性強等優點，被廣泛用于冶金、煤炭、化工、水電等行業。可逆配倉皮帶機是在皮帶輸送機下方料倉進行布料時使用，輸送機本體可以沿著水平鋪設的直線軌道往復行走，運行方向既可以選擇向前運行，也可以選擇向后運行，因此可逆配倉式輸送機可以走到任一設定位置處，向其下方的礦槽內卸料。

馬脊梁洗煤廠現有的三部可逆配倉皮帶機已運行十年以上，許多機構都已損壞，而且原移動機構的設計為非對稱驅動，維修起來比較麻煩。由中央機廠為該礦重新研制的新型可逆配倉皮帶機，帶寬1 200 mm，機長42 m，速度2.0 m/s，電動滾筒型號TYII-220-200-120-63，功率22 kW，直徑Φ630 mm，皮帶規格EP300-1200-4層-4.5/3。并且皮帶機可在軌道上移動，正、反方向均可運轉，機頭和機尾均可裝載和卸載，結構比較復雜，屬于中央機廠第一次制造[1]。我們對移動部分做了優化設計，兩端為鏈傳動，完全對稱，同時配備了制動機構，以適應煤礦的需求。見圖1。

圖1 可逆配倉皮帶機總圖

1 可逆配倉皮帶機設計方案

可逆配倉皮帶機的行走裝置和皮帶機自身是兩個獨立的系統。在使用時，需注意行走裝置帶速選擇，通常情況下帶速根據布料的大小進行選擇，至于可逆配倉皮帶機的部件組成和帶式輸送機基本相同。輸送機在機頭和機尾運行方向的下方布置若干個儲料礦槽，輸送機的物料受料點位于輸送機的中部[2-3]。在這里我們選擇結構簡單且容易制造的水平的布置方式。

1.1 輸送帶的選型

選擇輸送帶有兩個原則：適合貨物類型的輸送帶，材料不同，決定了其運輸貨物的品種也不同；根據貨物的重量來選擇，結構材料不同導致生產出來的輸送帶其承載貨物重量的能力也不同。根據以上選擇原則，以及給定的參數和現場的工況條件，在這里選擇輸送帶為尼龍帶EP300型。

輸送帶的材質為膠帶，帶寬B的設計計算如式（1）所示：

式中：Q為輸送量，取900 t/h；v為皮帶機的帶速，取2.0 m/s；γ為物料容重，取0.9 t/m3；C為傾角系數，取0.91；ξ為速度系數，取1.00；K為端面系數，取458。將數值代入公式，計算得B=1.095 m。因此，最終確定帶寬為1 200 mm。

1.2 動力部分的選型

動力部分主要由輸送帶驅動機構、皮帶機行走機構兩部分組成。

可逆配倉皮帶機的行走裝置和皮帶機自身是兩個獨立的系統。行走部分由電動機通過鏈傳動驅動行走輪使輪子在預定的軌道上面正反向轉動，這樣就達到了輸送線“可逆”的目的，意味著可以往復地給輸送線下方的料倉布料。而輸送帶的轉動是由電動滾筒完成的，通過電動滾筒的不斷轉動，從而帶動輸送帶的連續轉動。

電動滾筒的確定。電動滾筒是將電機、減速齒輪裝入滾筒內部的傳動滾筒。因其結構緊湊，外形尺寸小，適用于短距離及較小功率的單機驅動帶式輸送機。

電動滾筒的軸功率設計計算如式（2）所示：

式中：P為電動滾筒的軸功率，kW；C2為輸送帶、軸承處的阻力系數，取2.4；f為托輥的阻力系數，取0.03；L為電動滾筒與改向滾筒中心距的水平投影，取42 m；Gm為輸送帶、托輥、改向滾筒等旋轉零件的質量，取70 kg/m；H為高差，1 m。將以上數值代入公式計算得P=14 kW。依據計算結果確定電動滾筒的型號TYII-220-200-120-63。

1.3 托輥的選擇和結構

考慮到煤的輸送量相對帶強不是很大，確定得本機各類托輥組間距：承載托輥的間距為1.5 m，回程托輥的間距為3 m，緩沖托輥的間距為0.5 m，托輥的直徑為Φ133 mm，為滿足托輥的壽命要求，查《機械設計手冊》，先取305軸承。

2 機身設計

機身位于機頭架和機尾之間，是皮帶運輸機的主要運行部位，架設著槽形托輥和平行下托輥，支承重載皮帶和回空皮帶，中間架采用12號槽鋼，槽形托輥的槽形角為35°。見圖2。

圖2 機身斷面圖

3 張緊裝置設計

采用螺旋拉緊裝置，由改向滾筒、螺桿和框架組成，裝在機尾架上，拉緊行程為500 mm，使用簡單，造價低，維護簡單[4]，傳送效果良好。見圖3。

圖3 螺旋拉緊裝置

4 機尾的設計

由機尾架、機尾滾筒、清掃器等組成。滾筒前設有清掃機構，清掃回空皮帶上的撒落煤末。

5 行走機構的設計

主要機構為行走輪對，由電機驅動鏈傳動驅動行走輪對使輪子在預定的軌道上面正反向轉動。

5.1 鏈傳動機構的設計計算

選擇鏈輪齒輪。鏈傳動速比i=2，選小鏈輪齒數Z1＝13，大鏈輪齒數Z2＝iZ1=26。

5.2 鏈條節數

初定中心距a0=（30～50）P，取a0＝40p，p為鏈條節距。計算鏈條節數Lp：

6 結語

當客戶的需求或者主參數一定時，按照上述方法方法進行可逆配倉皮帶機的設計、計算，確定其功率，選擇合適的減速比，節距等以合理、經濟地進行可逆配倉皮帶機的設計和選型。