李运超
新汶矿业集团工程管理部 山东省新泰市 271219
摘要：带式输送机的合理设计不仅在降低设备造价、运行成本、提高效率方面至关重要，而且可以避免发生诸如输送带打滑、撕裂、托辊破坏甚至断带事故。本文通过对长距离带式输送机设计要点分析，提出了如何更好的对已有设计进行优化，从而达到更高的使用水平，为煤矿企业更加科学、快速发展做出重要的贡献。
关键词：长距离带式输送机设计要点经验
前言
随着经济飞速发展，矿山、建材、化工、港口、电力、煤炭等对散状物料的输送提出了新的要求，带式输送机已不仅是厂内及车间与车间之间的输送设备，而成为了可以与汽车运输相竞争的输送设备。长距离带式输送机是我们行业皮带设计中经常遇到的一种设计，现以新汶矿业集团上海庙矿区中心洗煤厂1号转载点至2号转载点3.2km长距离带式输送机设计为例，将设计中存在的问题和一些经验总结如下，供各位设计人员今后参考，希望能提供一些好的思路和方法。
一、长距离带式输送机设计计算
1、原始数据
此带式输送机运输原煤（粒度300-0mm），输送能力Q=650t/h，堆积密度ρ=0.9/m3，静堆积角σ=35度，机长Ln=3281m，由于此皮带为延地形坡度变化进行凹弧凸弧段过渡的，所以此皮带实为变角度带式输送机，总体呈-0.5度的下运趋势，初步给定带宽B=1200mm，带速为2.5m/s。
2、输送能力和输送带宽度、安全系数等选择计算
根据物料横截面积计算得S，查表带宽B=1200mm满足要求。输送能力按初选带宽、带速查得运量事宜，可以进行设计计算。
3、圆周驱动力和输送带张力计算
传动滚筒上所需的圆周驱动力FU为所有阻力之和。输送带张力需保证在任何负载和工况下，作用在输送带的张力能使得全部传动滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上，而且输送带与滚筒应保证不打滑；作用在输送带上的张力应足够大，使输送带在两组托辊间的垂度小于一定允许值。可采用逐点张力计算法对长距离带式输送机有特性的几个重要位置进行简单计算。
4、传动滚筒的轴功率和双驱动与多驱动的选择和比较
在初定头部单驱动的情况下，此时传动滚筒围包角达到200度，根据初选参数在运行程序后计算得轴功率N=498KW，胶带选用钢丝绳芯胶带，带强需ST2500，计算功率为N=585KW，需选择电动机功率为N=630KW。此时驱动布置在机头部位，需要电机+调速型液力偶合器+减速器驱动。
经图纸会审后提出方案，改进将头部单驱为中部双驱动，这样两个传动滚筒同时驱动，能充分利用2个驱动滚筒的摩擦牵引力进行传动的优点，利用改向滚筒的安装位置能使传动滚筒围包角可按400度计算，胶带由1号传动滚筒到2号传动滚筒传动时，除一小段胶带的重力增量外，张力基本无变化，为保证两个驱动滚筒受力均衡，功率配比均匀，此两个传动滚筒需直径配置一致为宜。
考虑该皮带机运输距离较长，为保证选煤厂正常生产，需考虑备用驱动，使系统更为灵活，经进一步优化将驱动改为中部驱动两用一热备，三台电动机N=3x280KW，软启动采用泰安力博公司生产的液粘软启动装置，再加上减速器进行功率传递驱动。
5、驱动的形式的布置和部件的选型
在确定了中部驱动的方案后，再进行驱动装置布置形式的选择，通常在空间允许的情况下，我们经常选择减速器为平行轴布置，但考虑此2号转载点底层空间有限，将驱动装置减速器选型为直交轴布置，保证拉紧间与栈桥的结构一致，且留有足够的检修和过人空间。
6、液压拉紧装置的设计和布置
自动拉紧装置是大型输送机中广泛应用的拉紧装置。它的结构和控制都比较复杂，成本较高。但能快速吸收张力，启动时张力是平时的1.25倍，且能够自动调节张紧力，对胶带具有保护作用。此带式输送机水平距离长故按钢丝绳芯的伸长率2~5‰，计算得来此带式输送机需拉紧行程为S=16m。
拉紧导轨行程要足够长以满足使用要求，加工制造时还要保证拉紧小车在导轨上运行的水平直线度和平稳性。
7、逆止力和制动力矩的计算及选型
逆止器：中部驱动时，头部改向滚筒受合力较大，在机头改向滚筒设置逆止器，该皮带整体运行有下运趋势，但随着地形变化存在不稳定性，故逆止器选型要满足长距离胶带机的工况，防止皮带机产生倒转或下滑趋势。
制动器：可根据计算得制动力矩选型，按设计规范下运皮带须设置制动装置，此皮带延绵曲折有多处下运段且整体趋势为下运输送，故须设置制动器，考虑高速轴制动安全平稳性不好，而且皮带距离较长，机头部分制动后，机身段与机尾段由于惯性作用和功率衰减造成制动不利，胶带会带料层层叠加导致胶带及部件造成损坏，经研究采取机尾改向滚筒低速轴制动，制动器采用泰安力博生产液压低速盘式制动器，此制动器要求滚筒出轴长度不低于300mm，保证联轴器连接方便，同时制动头不与滚筒干涉。
8、订货图的绘制
此长皮带绘制初期要考虑如何分段，因为不同于一般的带式输送机，恐怕一两张图纸表达不清，参考其他项目和资料的长距离胶带机图纸，均采用分段绘制处理，为了更明确机头机尾驱动等主要部位的作用和地脚基础尺寸，故将机头段和机尾段绘制在一张图中，其他机身段分为8张图纸绘制，分别绘制主剖面和平面图，总图中为每张部件图的集合，要合理布局，避免轴线号重复，与土建专业的轴线布置要一致。技术参数表要明确原始参数和部件选型及电气功率等技术要求。
二、输送机系统优化设计
1、输送能力计算
在确定主要原始数据和工艺布置的条件下，依据手册、计算软件进行合理计算，同时需考虑带载启动和工况不利的因素。
2、部件选型一致性原则
输送带是带式输送机里占最主要的部件，故胶带的带强、层数、覆胶厚度等设计时都需要考虑成本。驱动装置设计时同规格的部件尽量选用布置形式一致的，保证备品备件的数量一致，减少备品的品种。
3、系统控制
在控制上机制专业设计时要多与电气专业沟通，很多需要与电气专业有接口的部件，一定要提资明确，包括电压等级，防爆要求，设备自带的液压站功率、冷却润滑装置等，需要与电气专业沟通好。
4、辅助设备的配置方式（防雨罩、翻带装置）
1）防雨罩：
（1）输送机罩应能防止粉尘泄漏和雨水侵入。
（2）输送机罩采用彩色压型钢板，板厚不小于0.6mm，压型板应镀锌后再烤漆，做成半圆弧形罩在整个输送机承载段上方。输送机罩用镀锌紧固件固定在机架上，便于拆卸。输送机罩应具有足够的强度和刚度。
（3）在输送机设置跑偏开关处为“跑偏开关罩”。
（4）输送机罩两侧每隔30m（交错布置）设置一个检查窗。
2）翻带装置：
该装置在带式输送机的回程段头部和尾部各设一组。当胶带绕过头部或卸载滚筒之后，通过头部翻转装置，立即翻转180°，使胶带的原承载面翻转向上，原不粘料的非承载面朝下，落在各回程托辊上。当回程段胶带到机尾滚筒前，通过尾部翻转装置，又立即把胶带再翻转180°，然后进入机尾滚筒，使胶带到达上分支承载段之前又恢复原工作状态，即原承载面又朝上，完成了一个翻带循环动作。为使翻转段工作张力较为稳定，须配置自控液压拉紧装置。
将已绕过头部滚筒的输送带予以翻转，使其工作面朝上，而不与下托辊接触，在绕过尾部滚筒前再将其翻转复位，可避免下托辊与输送带工作面接触时将输送带上的残留物刮落至地面上造成工作环境的污染，节省人工清扫的工作量。翻带装置常见于长距离输送机采用，输送距离越长，其经济效益越明显。
结语
通过长距离带式输送机的设计方案优化，我们可以从中更进一步的理解和学习长距离皮带机的设计需注意的事项和设计要点。在功率不变的情况下，采用双滚筒驱动，围包角增大有效减小传动滚筒及改向滚筒受力，大大降低了胶带强度，另对于大运量长距离带式输送机还应从软启动方式上进行多方案比较，在多驱动和变频软启动上多考虑，选择最优最经济的方案，同时对带式输送机设计细节的处理可保障设备安全平稳运行，对设备实施有效管理，这无疑在市场竞争中抢得了优势和先机。
参考文献：
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论文作者:李运超
论文发表刊物:《基层建设》2015年20期供稿
论文发表时间:2016/3/22
标签：滚筒论文; 带式输送机论文; 胶带论文; 装置论文; 输送带论文; 机尾论文; 功率论文; 《基层建设》2015年20期供稿论文;