301帶式輸送機拉緊裝置的選型分析

摘要：帶式輸送機的拉緊力對起動和運行工況影響較大，甚至決定了膠帶的使用壽命。301帶式輸送機拉緊裝置的不合理直接影響了其運輸效果。

關鍵詞：帶式輸送機 拉緊力 選型 拉緊裝置 運輸效果

1 拉緊裝置概述

隨著國民經濟的發展，帶式輸送機在煤炭、電力、鋼鐵、化工等領域越來越廣泛的被使用。帶式輸送機的正常運轉必須使輸送帶具有一定的拉緊力，提供拉緊力的就是拉緊裝置。301帶式輸送機是太西洗煤廠二分區輸送原煤的唯一通道，其作用相當重要。而拉緊裝置作為帶式輸送機中不可缺少的重要部件之一，直接影響帶式輸送機的安全可靠性能。

常見的拉緊裝置有螺旋拉緊裝置，重力拉緊裝置，固定絞車拉緊裝置，自動拉緊裝置、液壓拉緊裝置等。

1.1 螺旋拉緊裝置

螺旋拉緊裝置結構簡單，主要是直接通過旋轉螺旋絲桿使帶螺母滑座帶動滾筒座產生縱向移動，從而調整膠帶的松緊。

1.2 重力拉緊裝置

重力拉緊裝置是結構最簡單，應用最廣泛的一種拉緊裝置。它是利用重錘來自動拉緊，由于重錘靠自重拉緊，所以它能保證拉緊力在各種工況下保持恒定不變，能自動補償膠帶的伸長。

1.3 固定絞車拉緊裝置

固定絞車拉緊裝置是利用小型絞車來拉緊，絞車一般用蝸輪蝸桿減速器帶動卷筒來纏繞鋼繩，從而拉緊膠帶。這種拉緊裝置的優點是體積小，拉力大，所以被廣泛應用于井下帶式輸送機中。

1.4 自動拉緊裝置

自動拉緊裝置不但能根據主動滾筒的牽引力來自動調整拉緊力，而且還能補償膠帶的伸長。

2 拉緊裝置的作用

拉緊裝置作為帶式輸送機必不可少的組成部件，其作用相當重要，主要作用為：

2.1 帶式輸送機的拉緊裝置使輸送帶具有足夠的初張力，保證輸送帶與驅動滾筒之間所必須的摩擦力，并且使摩擦力有一定的貯備。

2.2 補償牽引構件在工作過程中的伸長。

2.3 限制輸送帶在各支承托輥間的垂度，保證輸送機正常平穩地運行。

3 太西洗煤廠二分區301帶式輸送機的有關計算

3.1 301帶式輸送機正常運行時拉緊力的計算

輸送物料原煤密度ρ=1.0t/m3，輸送距離L=76.7m，提升高度H=21.1m，輸送能力Q=550t/h，機架傾角β=160，帶寬B=1000mm，帶速V=1.6m/s。

根據301帶式輸送機的實際工作條件及國內設備生產廠家的加工水平，同時考慮到現場的管理水平等因素后，確定采用并計算出如下參數：

每米輸送帶的貨載質量：

q=■=■=95.49kg/m

每米輸送帶的質量：qd=18.08kg/m

輸送帶在重段的運行阻力：w′=0.03

輸送帶在空段的運行阻力：w′=0.025

重段折算到單位長度上的托輥轉動部分的質量：

q′=■=■=5.8kg/m

空段折算到單位長度上的托輥轉動部分的質量：

q″=■=■=5kg/m

所以皮帶重載段阻力：

Wzh=（q+qd+qg′）Lgw′cosβ+（q+qd）Lgsinβ

=（95.79+18.08+5.8）×76.7×9.8×0.03×cos16°+（95.49+18.08）×76.7×9.8×sin16=26124.05

空載段阻力：

Wk=（qd+qg″）Lgw″cosβ-qdLgsinβ

=（18.05+5）×76.7×9.8×0.025×cos16°-18.08×76.7×9.8×sin16°=-3329N

為了簡化計算，通常附加阻力按照重載阻力和空載阻力之和的10%考慮，這樣輸送機的拉緊力：

W0=1.1（Wzh+Wk）=1.1×（26424.05-3329）=23095N

3.2 擴能改造后301帶式輸送機速度計算

3.2.1 原始數據

301帶式輸送機設計輸送量Q=350t/h，帶速V=1.76m/s，帶寬B=1000mm，皮帶機架長度為76.7米，皮帶傾角β=180°。

3.2.2 以原始數據計算皮帶最大輸送量

Q=B2KγVCξ=12×360×0.9×1.76×0.85×0.96

=465.3t/h。

其中：物料容重γ=0.9t/m3。

K——斷面系數，K與物料的動堆積角ρ及帶寬B有關；K=360。

V——帶速V=1.76m/s。

C——傾角系數，C=0.85。

ξ——速度系數，ξ=0.96。

計算原始設計皮帶最大輸送量Q=465.3t/h＜計劃最大輸送量550t/h。

所以將301帶式輸送機帶速由原來的V=1.76m/s提高到V=2.0m/s。

3.2.3 傳動滾筒軸功率的計算

滾筒的傳動功率N0=（K1Lhv+K2LhQ+0.00273QH）K3K4

其中：

空載運行功率系數K1=0.0229。

輸送機水平投影長度Lh=72.95米。

帶速V=2.0m/s。

物料水平運行功率系數K2=8.17×10-5。

輸送機垂直提升高度H=23.7米。

附加功率系數K3=1.15。

卸料車功率系數，無卸料車K4=1。

所以經計算得：

N0=（K1Lhv+K2LhQ±0.00273QH）K3K4=（0.0229×72.95

×2+8.17×10-5×72.95×550＋0.00273×550×23.7）×1.15×1=48.54KW

3.2.4 計算電機功率

電機功率N=■=■=59.93KW，功率備用系數K=1.0，總傳動功率η=0.90

所以電機選用55KW，額定轉速1480r/min

滾筒轉速：n2=■=■

=60.66r/min

i=■=■=24.4，取減速機速比i=23.34

計算301帶式輸送機實際帶速v=2.09m/s

綜上計算可以得出，如果將301帶式輸送機輸送量擴到550T/h時，此帶式輸送機的拉緊裝置不再合適，需將其進行改造。通過現場條件及其他條件的限制，將301帶式輸送機機尾螺旋拉緊裝置改造為重力拉緊。

4 301帶式輸送機拉緊裝置的選型分析

在對帶式輸送機的工藝布置中，確定合理的拉緊裝置，是保證輸送機正常運轉、起動和制動時安全可靠、經濟合理的必要前提。

4.1 從經濟學角度進行分析

在運行距離和傾角大的情況下，采用固定螺旋拉緊裝置使帶式輸送機壽命縮短，一般來說，膠帶輸送機在正常情況下，膠帶的接頭磨損最為嚴重，如果選用螺旋拉緊裝置，膠帶沒有多少富余量，只能更換部分膠帶來處理接頭的磨損。這樣膠帶接頭會增多，膠帶的磨損會增大。久而久之膠帶就失去了使用性能。而如果選用重力拉緊裝置，膠帶存有部分余量，當膠帶接頭磨損嚴重時，可以直接割除部分膠帶而重新膠結膠帶。因此按照每米膠帶200元計算160米皮帶就會損失32000元，同時增加了工人的勞動強度。

4.2 從運輸效果上進行分析

301帶式輸送機用螺旋拉緊裝置，運行效果比較差，當輸送機的輸送量增加到一定量時，由于拉緊裝置的拉緊力不足而影響輸送機的運輸效果。

因此建議，301帶式輸送機拉緊裝置選用重力拉緊裝置。

5 結論

帶式輸送機所需的拉緊力，在皮帶起動、穩定運行和制動過程中的拉緊力是不同的。因此，長距離的帶式輸送機選用固定式拉緊裝置是不合理的，應按各種工況下輸送帶在驅動滾筒上都不打滑的條件計算，理想的拉緊裝置應在考慮自身適用性及經濟性的基礎上，能根據輸送機在不同工況下的要求自動調整拉緊力。

參考文獻:

[1]謝錫純，李曉豁.礦山機械與設備.中國礦業大學出版社.

[2]鄧曉陽，周少雷，謝京選.選煤廠機械設備安裝使用與維護.中國礦業大學出版社.

作者簡介：

姚玉宏（1979-），男，寧夏石嘴山人，2004年畢業于寧夏大學機械工程學院，助理工程師，工學學士。