煤礦用帶式輸送機的設計與選用

鶴崗斯達機電設備制造有限責任公司 張維維

帶式輸送機結構簡單，運輸距離長，在煤礦生產過程中，帶式輸送機作為主要的生產設備具有重要作用。由于煤礦用帶式輸送機設備的工作環境較為苛刻，具有一定的特殊性，因此，其設計計算、制造和安裝應用都有嚴格的要求。本文，筆者主要介紹了煤礦用帶式輸送機的設計計算過程，以供同行參考。

一、重要參數設計

為確保物料在帶上輸送的過程中不會散落，要計算帶上最大物料的橫截面積S、最大輸送能力Q和輸送帶寬度B。在設計參數的過程中，輸送能力與帶速、帶寬具有如下關系。

式（1）、式（2）和式（3）中，b是可用寬度，I3是輥的長度，θ是物料堆積角度，ν是初給帶速，ρ是物料密度，k是傾斜輸送機面積折減系數，α是物料最大粒度。可用寬度b和輸送帶寬度B度具有如下關系。

根據上述公式，可計算出S，Q和B的值。由于k會隨帶式輸送機傾角的增大而減小，因此將采用二次插值的方式來確定k的精確值。差值計算公式如下。

式（6）和式（7）中，δ是已知的傾角；δ1和δ2是查詢到的緊鄰傾角，在確定k的值后，方可確定Q的準確值。

二、傳動滾筒圓周驅動和功率的計算

傳動滾筒圓周驅動力計算公式如下。

式（8）中，FH是主要阻力，FN是附加阻力，Fst是傾斜阻力，Fs是特種阻力。

1.帶式輸送機中所產生的FH主要是由物料和輸送帶，以及承載和回程分支通過移動與托輥旋轉產生。其計算公式為

式（9）中，L是頭尾中心距，qt是承載和回程分支托輥旋轉質量，q是物料質量。

2.附加阻力FN的計算。計算公式如下。

式（10）中，f為輸送帶和物料輸送兩者間的慣性阻力，Ff為摩擦阻力，Fr為清掃器的摩擦阻力，Fc為過渡弧段張力所產生的附加阻力，Fw為彎曲阻力，Ft為改向滾動筒軸承阻力。

3.傾斜阻力Fst的計算。計算公式如下。

式（11）中，H是輸送的高度。

4.特種阻力Fs的計算。計算公式如下。

式（12）中，Ft為三輥或二輥式裝置前傾上下阻力，Fl為加速段外摩擦阻力，Fb為卸料器摩擦阻力。

5.在煤礦用帶式輸送機中，由于傳動滾筒圓周驅動功率受到驅動裝置效率的影響，而在實際的計算中，功率只有在通過高、低速聯軸器和減速機等部件才能與傳動滾筒連接，因此所需功率要大于理論功率。計算公式如下。

式（11）中，η是聯軸器與減速機效率，η'是電壓降系數，η''是驅動功率不平衡系數。

三、張力和強度計算

為了確保輸送帶垂度，當帶式輸送機進行滿載運行的時候，最小張力Fmin計算公式如下。

在穩定運行時，最小張力Fmin計算公式為

強度計算必須滿足m≥[m]條件。

四、啟動與制動過程中的參數驗算

在啟動和制動過程中必須要克服慣性，因此要考慮動負荷因素的影響，避免在不利情況下發生物料和輸送帶間的打滑。

五、部件選取原則

帶式輸送機中的輸送帶、電機、減速器和傳動滾筒和托輥等應用部件都是用專業的生產廠家生產，因此，在選取這些部件時，要根據實際情況，幾何廠家提供的產品樣本選用合適的部件。其他所需裝置則可按照設計選用手冊選取，對保護裝置的選取則需要根據安全規范自制。

六、結論

煤礦帶式輸送機運行的環境較為特殊，對帶式輸送機的要求也較高。為了確保帶式輸送機運輸過程的安全，充分發揮長距離、高帶速和較大運載量的優勢，對煤礦帶式輸送機進行設計計算是非常必要的。設計人員要結合煤礦運輸的實際情況，嚴格按照國家和行業標準，設計出合理的煤礦用帶式輸送機，以保障煤礦的安全、穩定生產。