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1、1大倾角光面胶带运输机的应用及研究摘要: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 1
2、7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
3、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。 2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;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;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;4 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;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
4、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/s20.3
5、m/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; 32.3.2、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
6、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 = 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 =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 按输送量计算,带
7、宽 B 为: B= Q/ K V Cst=400/(302210.72)=0.92m 式中: B带宽; Q每小时输送量; Cst倾斜系数取 0.72 ; 容重 =1t/m3; V带速 V=2m/s 4K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 3.2.4、轴功率及电机功率 +900m 水平 传动滚筒园周力 F=CnfLgqt+(2q0+q)COS+gqH=1.10.033609.815.2+(227.2+55.6)CO25+9.855.6152=96198.2N 式中: Cn附加阻力系数 Cn=1
8、.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/(3.62)= 55.6kg/m H物料提升高度 H=360Sin25=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/d 式中: Kd功率备用系数 Kd=1.2 d多机功率不平衡系数一台时取 d=1,二台时
9、 取 d=0.95; 驱动装置传动效率 =0.9(下转 86 页) (上接 83 页) - 电压降系数 =0.95 5Pd=1.2192/(0.90.951)= 269.5KW 选用 6000V280KW 电机 1 台 +700m 水平 传动滚筒园周力为 F=CNfLgqt+(2qo+q)Cos+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/d=1.2400/(0.90.950.95) = 655.8(KW) 下延至+700
10、m 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6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
