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帶式輸送機具有運輸能力大、效率高、工作可靠、操作簡單、便于實現自動化控制等優勢,在煤礦運輸中起著舉足輕重的作用.我國煤礦斜井提升用帶式輸送機起始于上一世紀60年代,井筒傾角一般小于18°,受膠帶和元部件質量的限制,運距和運能都很小.隨著輸送機技術的發展,80年代我國自行生產出鋼絲繩芯膠帶,使得帶式輸送機在煤礦主斜井得到了廣泛的應用.目前我國煤礦85%的主斜井運輸都是使用帶式輸送機,但隨著煤礦開采深度及其他條件的不斷變化,大傾角帶式輸送機在煤礦井下運輸中逐漸占據了主導地位.大傾角帶式輸送機(傾斜角大于18°)在設計方面有一定的特點和技術難度,因此在設計過程應從以下幾方面考慮.

    1.帶式輸送機主要參數的選取：

    大傾角皮帶機在設計和計算時,應首先認真考慮主要參數的選取,因為它關系到系統功能的可靠實現和輸送設備安全生產.

    (1)帶速.帶速不僅影響輸送機的輸送能力、驅動功率等性能指標,也影響托輥、輸送帶等部件的選用.對于大傾角帶式輸送機來講,帶速的大小還影響物料輸送的穩定性.在落料段,由于物料與輸送帶存在著相對速度差,較高的帶速所提供的摩擦力極有可能不能克服物料自身的慣性力而使得物料無法保持與輸送帶的同步運行,從而造成物料的無法輸送.因此,帶式輸送機不宜選取較高的帶速.

    (2)模擬摩擦因數.輸送機的模擬摩擦因數直接影響到驅動功率、膠帶強度、逆止力矩等主要參數的確定.與普通帶式輸送機相比,由于采用了深槽托輥組和其他裝置,在計算額定工況時,模擬摩擦因數應該考慮取較大數值.在計算逆止工況時,模擬摩擦因數關系到系統的安個性,應該取較小數值.

    (3)輸送帶的安全系數.大傾角帶式輸送機發生斷帶事故,其危害性遠比水平輸送機大得多.因此,輸送帶的安全系數應該取較大數值.但是安全系數也不宜取值過大,因為取較大的安全系數,就意味著要選取較高規格(強度)的輸送帶.輸送帶的強度越大,必然厚度越大,其橫向剛度也就越大,成槽性也就越差,超過限度時,就不能保證輸送帶對物料實施有效的夾持.因此,當輸送帶因帶強太大而不能按設計要求成槽時,就必須考慮采取其他措施,既要能滿足輸送帶強度要求,又能滿足成槽性要求.

    (4)輸送帶的下垂度.輸送帶的下垂度越大,輸送帶在趨入托輥組時的角度也就越大,物料也就越不穩定.因此,設計計算時下垂度應該選取較小值.當然,也不能取得過小,否則會使輸送帶強度覷榴增大而影響成槽性.

    2.帶式輸送機主要技術的應用：

    (1)防止物料滾滑煤的動安息角一般不超過25°,隨著含水量的變化和工況條件的不同,其運動穩定性也將發生較大變化.大傾角帶式輸送機在設計時首先要考慮采取有效的措施,保證物料在運輸過程中不向下滾滑.

    采用花紋輸送帶與普通輸送帶不同的是,井下用花紋輸送帶的表而設計有特殊的溝槽,增大了對物料下滑的摩擦阻力,因此在一定的傾角范圍內可以有效地阻止物料的向下滑動.也正是由于采用了這項技術,使得帶式輸送機向上運輸的傾角提高到28°以上.應注意的是:花紋輸送帶如采用常規清掃器,清掃效果則較差,設計時,必須考慮設置與之相適應的清掃器,以提高清掃效果;花紋輸送帶不適用于寒冷地區煤炭含水量較大的礦井;當采用花紋輸送帶不能保證物料的正常輸送時,應考慮采取其他措施.

    采用深槽上托輥組普通的上托輥組槽型角為30°--35°,而大傾角帶式輸送機必須采用增大槽型角的深槽托輥組.其作用就是通過增大托輥組的槽型角增大膠帶對物料的夾持力,從而增大物料的內摩擦,達到阻止物料沿輸送帶下滑的目的.目前常用的深槽托輥組形式有:四輥深槽托輥組、五輥深槽托輥組等.按照經驗一般取側托輥的角度≥50°.當槽型角不能滿足輸送帶成槽時,應考慮采取其他措施.

    選用合理的上托輥組間距為保證物料通過上托輥組時的穩定性,應盡量減小輸送帶的下垂度.因此,上托輥組的問距不宜取得過大.設置擋料裝置塊狀物料在運行時特別容易失穩而向下滾動造成傷人事故.因此,在設計時考慮沿輸送機全長設置能單方向通過物料的擋料裝置,以阻止物料的向下滾動.

    (2)采用軟啟動裝置.在大傾角輸送機上設置軟啟動裝置,除了達到改善啟動性能、降低啟動電流、減小對系統的沖擊、降低輸送帶規格的目的之外,另外一個重要的目的就是避免帶式輸送機帶載啟動時因加速度過大而使物料失穩下滑或停滯.在眾多軟啟動技術,由于可控軟啟動的軟啟動效果顯著優于不可控軟啟動,因此,在大傾角帶式輸送機設計時應優先考慮選用前者.目前,最常用的一可控軟啟動裝置有調速型液力禍合器、液粘型摩擦片式禍合器、 CST、變頻軟啟動器等.

    (3)皮帶機的逆止與制動.大傾角帶式輸送機重載停車時系統出現逆轉趨勢是必然的,因此應設置安全可靠的逆止裝置.大傾角皮帶機根據現場具體條件及要求,一般大都采用低速逆止和高速制動、低速逆止和低速制動、高速逆止和低速制動等幾種不同的配置方式.采用單滾筒馭動或逆轉力較小時,可以選用減速器附帶逆止器的形式;采用多滾筒驅動或逆轉力較大時,應該首先選用在低速軸上設置逆止器的形式.在高速軸或低速軸上還要加設制動器,作為防止逆轉的雙保險.采用多個逆止裝置時,無論選用什么樣的逆止方式,都必須使侮個逆止裝置能夠承擔整機的逆止力矩.

    (4)拉緊裝置的選擇拉緊裝置是保證帶式輸送機正常運轉必不可少的重要部件,選用自動式拉緊裝置,對延長輸送帶壽命十分有利.驅動布置形式大傾角帶式輸送機驅動裝置形式的選擇,同樣決定于輸送機的運距、運量、線路形狀、輸送帶強度及其安全系數的選擇,最經濟的方法是充分利用帶強.從減少最人拉力來看,以頭部雙滾筒驅動和中部單滾筒驅動為最佳,能減少拉力,而對于長距離一可減少拉力18%.中長帶式輸送機則應采用頭部雙滾筒尾部單滾筒驅動方式,最大拉力能降低約30%.

    隨著科學技術的不斷發展,大傾角皮帶機將具有更廣闊的市場前景,但在實際應用中還需要不斷加以創新,逐步改進.