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发布时间:2015-3-30 13:17:08编辑:昱音机械来源:输送机设备网点击:字号:

       煤炭的提升运输是煤矿开采中的关键环节,其方式受煤层赋存、地形条件、巷道开设等因素的影响也呈现出多种类型,其中带式输送机以其运输量大、连续性强、转载环节少、结构简单以及管理方便等优点得到了广泛应用。随着我国煤炭开采区域的不断深入,为提高中等埋深煤层的开采效率,用大倾角带式输送机替代传统的斜井箕斗绞车来完成长距离、大运量、高带速的煤炭提升输送工作逐渐被提出并付诸实施。下面本文就对大倾角带式输送机的设计问题做一些简单的探讨。
1、侧型的选择
大倾角带式输送机同普通带式输送机一样,侧型可以有多种选择。大倾角带式输送机的驱动一般布置在机头、可单驱动,也可双驱动,也可选择中间驱动。一般来说,大倾角带式输送机在机头集中驱动最为有利,它占用场地小,布置方便。大倾角带式输送机由于自身的特点,机头输送带的张力远远大于满足滚筒不打滑条件所需的传动滚筒奔离点最小张力。因此机头驱动单元的功率配比完全可以根据现场的条件,本着经济性、备件通用性的原则任意划分。为了节省投资,大倾角带式输送机在功率<400 kW 时,应尽可能选择单电机、单滚筒驱动。

 

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2、大倾角带式输送机的张紧
带式输送机是依靠摩擦力来传递动力的,为了保证输送机在启动和运行时都必须保持一定的张力,这个张力还必须同时保证输送带的承载分支和回空分支不超过允许的下垂度。根据国外对带式输送机系统动态分析结论,不同的拉紧方式直接影响到输送机的运行状态和输送带的张力峰值。大倾角带式输送机在启动和正常运行时会发生发化,有以下几个特点:
(1)为了使输送带启动时不打滑,大倾角带式输送机的张紧力是根据输送机启时所需要的张力确定的。启动时的张力较大,约为正常张力的150%左右;
(2)输送机在稳定运行后,输送带的张力较小,为正常张力的90%~110%;
(3)输送量发生变化时,输送带的张力发生变化,空载运行时张力较小,重载运行时,张力较大;
(4)输送带发生塑性变形后,张力变小,下垂度增大。
根据以上输送带张力的特点,对大倾角带式输送机提出以下2 个基本要求:
(1)随着输送带张力的变化,张紧装置能够自动调节输送机的张紧力;
(2) 拉紧装置的拉紧力响应和输送带张力变化的响应速度越快越好,可以保证大倾角输送机的安全平稳运行。
由于大倾角带式输送机辅设的巷道倾角很大,而机尾的张紧力又最小, 根据带式输送机张紧理论,把张紧装置布置在机尾十分合理,它有效地利用较大的巷道倾角,利用重载小车的下滑分力来张紧输送带,这就是机尾重载小车拉紧。这种拉紧方式的好处是拉紧力较小。机尾的张紧力只要满足最小张力处输送带悬垂条件即可。该拉紧方式的优点是投资省、简单可靠,无需多维护。
对于煤矿带式输送机来说,随着输送带长度的改变,输送带张力也会发生一定的变化,通常情况下,诸如输送机长度、铺设情况、传动滚筒个数及安排方式、驱动装置特性、制动装置特性、拉近装置型号及具体的安排方式等因素均会对输送带张力造成一定的影响。为确保煤矿带式输送机保持正常的工作状态,要对输送带张力的最小值设置一定的限定条件,第一,通过传动滚筒可以对现实需求的圆周力进行传输,同时确保不会出现传输带打滑的问题;第二,要将每组托辊之间的传输带的下垂度控制在被允许的垂度值范围之内,通常情况下需要控制在2%以下。
输送机如果突然断带,启动逆止器也不会产生实际效果,这时就会出现胶带以及物料的滑落现象,进而导致煤炭在机尾部出现堆积现象或者是其他事故。针对该问题,解决对策是:使用防逆转托辊以及防断带装置。这样,在出现突然断带的情况时,防逆转托辊不能逆转,在胶带和托辊之间就会产生足够的摩擦力,这样就会对胶带下滑产生一定的阻止作用,不但可以避免出现突然断带后所发生的煤炭堆积现象,而且还能有效的控制重载停车时逆止器所承受的负载。出现突然断带情况,防断带装置就会发挥一定的缓冲作用,胶带会和防逆转托辊紧密贴合,使摩擦力加大,这样胶带和物料就不会出现滑落,从而防止出现事故。
3、 启动方式的选择
大倾角带式输送机装机功率较大,必须选择合理的软启动技术,使启动加速度保持在0.1~0.3 m/s2。同时合理的启动方式也可降低输送带的带强和电机功率。目前较为成熟的启动方式有:①调速型液力耦合器;②变频软启动;③CST 软启动。选择的原则是当驱动单元的功率≤500kW, 优先选择调速型液耦; 当功率>500 kW 时, 选择变频软启动或CST软启动。
调速型液力耦合器的优点是价格较低,性价比高,软启动性能较好,对平衡各电机的功率有很好的作用。缺点是体积较大,占用场地大,油箱发热量大,需设置热交换设备。变频软启动技术是近年来发展较快的新型软启动技术,应用在大倾角带式输送机上显示了其独特的优越性。目前国内使用的单台变频器功率可达到2 250 kW。变频软启动的优点:①可以实现多台驱动电机之间的功率平衡; ②软启动性能良好;③占用场地小;调速性能好,可以在10%~100%的任何速度长期带载运行,有明显的节电效果,同时也满足了慢速验带的需求。缺点是高压变频器无防爆产品。
CST 软启动的优点: ①软启动和软制动的性能优良;②启动后滑差小、效率高。缺点是价格高,运行成本高,使用和维护不便。
通过以上比较,大倾角带式输送机启动方式的选择原则:驱动单元功率<500kW 时,优先选择调速型液力耦合器; 驱动单元功率在500~1500 kW应优先选择变频软启动; 驱动单元功率>1500kW以上的应考虑选择CST 软启动。
4、制动和逆止
上运大倾角带式输送机应同时设置逆止装置和制动设置。一般说来,大倾角带式输送机应首选低速逆止器加高速制动器。因为低速逆止器与高速逆止器相比,运行中质量稳定、安全可靠,不会对减速机造成冲击。高速制动器的价格较低,结构简单,与低速逆止器相搭配使用可满足一般大倾角带式输送机的需求。有些长距离、大运量的大倾角带式输送机为了带式输送机安全运行起见,也可选择低速逆止器加低速制动器。
对于煤矿带式输送机来说,要结合具体的作业环境及条件对制动装置及逆止装置进行设定,在实践中主要存在水平、上运以及下运3 种不同的工况,要注意结合具体的工况来确定作用在传动滚筒的制动力或者是逆止力。例如,当在减速器的第一轴和第二轴分别设置制动装置以及逆止装置的情况下,就需要对传动滚筒所需要的制动力或者是逆止力进行相应的转化,而转化的主要依据就是减速比。通常情况下,不能在水平运输工况下设置制动装置,唯一的例外情况就是输送机对制动减速度具有特殊要求。制动装置及逆止装置在输送机停车发生逆转的情况下是必不可少的,制动力及逆止力的计算需要结合输送机最不利逆止工况。在输送机停车不发生逆转的情况下可以依照水平输送进行操作。

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