大倾角光面胶带运输机的应用及研究

鸦鸦

　　摘要:本文概述大倾角光面胶带运输机的结构、设计,大倾角光面胶带运输机技术先进、安全可靠、操作方便,它的成功运用,将使大倾角光面胶带运输机取代17°普通胶带运输机成为集团公司各矿主井提升的理想首选设备。
　　关键词:大倾角光面胶带运输机;设计;先进;可靠;方便;设备
　　1、概述
　　火铺矿井+900m水平延深是2004我集团公司的重大工程项目。主提升设备的能力按能满足+700水平生产1200kt/a的需要考虑。主提升设备是选用25°大倾角光面胶带运输机。
　　大倾角光面胶带运输机结构简单,技术先进、安全可靠、操作方便,它的成功运用,将使大倾角光面胶带运输机取代17°普通胶带运输机成为集团公司各矿主井提升的理想首选设备。
　　2、大倾角皮带运输机的技术特征
　　2.1、大倾角光面胶带输送机是一项新技术。普通上运带式输送机只能适用于18゜以下的场合,目前国内外实现大倾角带式输送机主要有压带式输送机、管状输送机、波纹挡边隔板式输送机和花纹胶带输送机四种机型,其中压带式输送机和管状输送机在输送量、输送距离能达到大运量、长距离的要求,但前者结构复杂,后者需要较大带宽及特殊的托辊,两者的造价均较高,而且不能满足多点装载的要求。波纹挡边隔板式输送机采用特殊的输送带,且受传动条件限制,只能用于短距离输送。以上三种机型都不适合煤矿井下输送原煤。花纹胶带输送机能满足要求,但清扫困难,而且传动功率受花纹与改向滚筒之间的比压等许多条件的限制,价格也昂贵。
　　大倾角光面胶带输送机克服了上述机型的缺点,采用“双排V型深槽托辊组”新技术提高导来摩擦系数,提高胶带输送倾角 。其结构有以下优点;⑴用4个标准托辊取代5个特殊托辊,不但省工省料,而且便于制造和维修;⑵取消了中间的水平托辊,当中两托辊呈V型布置,增加了侧压力,在装载量少时导来摩擦系数仍然较大,不易下滑;⑶4个托辊按双排交错布置,托辊两端尖角不与胶带接触,对胶带寿命有利;⑷通过爬坡试验,确定槽角,可选定原煤输送的最大许用倾角。
　　大倾角光面胶带输送机最大输送倾角为上运28゜、下运25゜,最大运距1500m,最大运行速度为3.15m/s,带宽有800mm、1000mm、1200mm,最大运行功率为1500kw,可以多点驱动,多点装载,最大运量为630t/h。
　　2.2、慢速起动及功率平衡装置
　　皮带运输机上运倾角越大,起动时加速度对物料的稳定性影响也就越大,为了防止起动加速度过大,对电网冲击及引起物料下滑或滚动,需要慢速起动,同时由于井下条件限制,不宜采用体积重量过大的传动装置,因此必须采用多机驱动,各电机负荷均衡也是要解决的技术关键之一。液力调速装置与电气调节配合,很好地解决了输送机慢速起动和功率平衡这一难题。液力调速装置承载能力比YL型偶合器大40%,起动加速度可在0.1m/s2～0.3m/s2范围内无极调速,多台液力调速装置可同时使用,满足煤矿生产需要。
　　2.3、可编程序控制器控制系统
　　大倾角皮带运输机配制了先进的微机化可编程控制器PC。控制、保护功能齐全,具有慢速起动及多机驱动功率平衡自动调节功能,易于扩充,电路结构简单,维修方便,可靠性高,并具有以下功能:
　　2.3.1、连续检测电机转速或胶带线速度,各电机顺序分别空载起动。对电网冲击小;
　　2.3.2、具有超速及打滑保护功能;利用PC的高速计数器模块,预置超速上限值及打滑的下限值,当高速计数器的计数值超过或低于预置时,PC内部继电器动作,实现超速或打滑保护。PC─.4、元部件更加优化
　　2.4.1、液力调速装置单机功率提高到650kw。
　　2.4.2、采用行星齿轮减速器,体积小,承载能力大,传动效率高,噪音低。
　　2.4.3、传动滚筒架改进为三角架形,缩小了头架体积;
　　2.4.4、安装了逆止器液压均载装置,双电机驱动时,可改善停机时的逆止 性能。
　　3、大倾角皮带运输的选型设计
　　3.1、设计基础资料(以火铺矿主井提升设备为例)
　　输送物料,原煤 ρ= 1t/m3
　　输送量Q=400t/h
　　输送长度 +900m水平360m+700m水平 830m
　　输送机倾角β=25°(上运)
　　3.2、主要参数确定
　　3.2.1、带速V
　　按MT414中的速度系列选用带速V=2m/s
　　3.2.2、带宽B www.jixiecun.com
　　按输送量计算,带宽B为:
　　B= Q/ K V ρ Cst=400/(302×2×1×0.72)=0.92m
　　式中:
　　B—带宽;
　　Q—每小时输送量;
　　Cst—倾斜系数取0.72 ;
　　ρ—容重ρ=1t/m3;
　　V—带速V=2m/s
　　K—装料断面系数K=302
　　取带宽B=1m
　　3.2.3、输送带
　　经计算胶带的静张力为3150kg/cm
　　选用钢丝绳芯输送带ST2000

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　　3.2.4、轴功率及电机功率
　　⑴+900m水平
　　传动滚筒园周力F=CnfLg[qt+(2q0+q)COSβ]+gqH=1.1×0.03×360×9.8×[15.2+(2×27.2+55.6)×COЗ25]+9.8×55.6×152=96198.2N
　　式中:
　　Cn——附加阻力系数Cn=1.1;
　　f——运行阻力系数f=0.03;
　　L——运距 L=360m;
　　g——重力加速度 g=9.8m/s2;
　　q0——输送带单位长度质量 q0=27.2kg/m;
　　qt——回空托辊组转动部分单位长度质量qt=15.2kg/m
　　q——输送煤单位长度质量
　　q=Q/3.6V=400/(3.6×2)= 55.6kg/m
　　H——物料提升高度 H=360×Sin25°=152m
　　轴功率 为P=10-3FV=192(KW)
　　采用单机驱动,驱动系统由电动机、调速型液力偶合器、减速器、逆止器等组成,根据驱动系统特性,电机功率Pd为:
　　Pd=KdP/ηξξd
　　式中:
　　Kd——功率备用系数Kd=1.2
　　ξd——多机功率不平衡系数一台时取ξd=1,二台时 取ξd=0.95;
　　η——驱动装置传动效率η=0.9(下转86页)
　　(上接83页)
　　ξ- ——电压降系数 ξ=0.95
　　Pd=1.2×192/(0.9×0.95×1)= 269.5KW
　　选用6000V280KW电机1台
　　⑵+700m水平
　　传动滚筒园周力为
　　F=CNfLg[qt+(2qo+q)Cosβ]+gqH
　　=221969.3(N)
　　轴功率 P=10-3FV=443.9(KW)
　　电动机功率
　　采用两套驱动装置,每套驱动装置由电动机、调速型液力偶合器、减速器、逆止器等组成,根据驱动系统特性,电动机功率:
　　Pd=KdP/ηξξd=1.2×400/(0.9×0.95×0.95) = 655.8(KW)
　　下延至+700m水平,增加一套驱动装置,配6000V, 400KW电机1台。
　　4、应用情况
　　由于25°大倾角皮带运输机采用了新型深槽托辊装置、液力调速、慢速起动及功率平衡装置和可编程控制器控制系统,技术先进,结构简单,操作维修方便,自2004年8月投入运行以来,工作正常,没有发生过设备事故。维修费用和运行费用比普通胶带运输机降低了50%。完全满足+900水平生产需要,达到了设计目的。
　　5、经济和社会效益分析
　　火铺矿井+900m水平主提升选用上运25°大倾角光面胶带运输机,设备总购置费用为162万元,若采用17°普通皮带运输机, 设备总购置费用约为201万元, 设备投资可节省资39万元。
　　经一年多的实际效果证明,大倾角胶带运输机比同等条件的普通胶带运输机,一年可节省维修及运行成本约20万元。25°大倾角光面胶带运输机在火铺矿井+900m水平延深中的成功运用,改善了矿井技术面貌,节省了大量投资,缩短了建设工期,保证了矿井生产接替工作的顺利进行,稳定了矿井产量,为火铺矿及集团公司的稳定和可持续发展作出了巨大贡献,为其它矿井斜井主提升设计提供了宝贵经验,社会效益显著。
　　
　　参考文献:
　　1、运输机械设计选用手册,出版日期:2008年03月,编者:《运输机械设计选用手册》编辑委员会
　　2、机械设计手册,出版日期:2004年,编者:机械设计手册编委会