大傾角帶式輸送機輸送能力的設計計算

摘 要：基于深槽托輥組橫截面積的計算公式計算出的運量與實際帶式輸送機運行情況進行比較，能夠滿足使用要求。

關鍵詞：大傾角；帶式輸送機；橫截面積；輸送量

帶式輸送機作為重要的散裝物料輸送設備，它的應用越來越廣泛，近二十年來，我國帶式輸送機設計、制造技術得到了非常迅速發展。能夠安全將物料運送到指定目的地的帶式輸送機傾斜角度為10°～18°，如果超過此傾斜角度，物料就會在膠帶上出現相對滑動，嚴重時會出現全部滑落，使帶式輸送機不能正常工作。深槽帶式輸送機可以很好地解決上述問題，可以實現大傾角運輸，結構簡單，運行可靠。

帶式輸送機運行時必須保證物料與膠帶不出現相對運動，保證物料與物料、物料與膠帶之間有足夠大的摩擦力。一般在設計時我們可以遵循下列原則：

（1）減少中間水平托輥的長度，

（2）增加托輥槽角，

（3）加長側托輥長度。

前兩點將增大物料與膠帶之間的摩擦力，后一點將增加托輥對物料及物料與物料之間的夾持長度。一般在設計托輥組時都采用深槽四節輥形式。

大傾角帶式輸送機物料在輸送帶上的橫截面積的大小與輸送能力大小有著直接的關系，深槽托輥組與普通槽形托輥組的橫截面積計算原理都相同，下面對兩托輥組進行橫截面積分析，得到一般規律公式。

水平輸送時，輸送帶上物料的最大橫截面面積S，可按下式計算：

S=S1+S2

式中：S1-輸送帶上物料的上部橫截面面積（m2）；S2-輸送帶上物料的下部橫截面面積（m2）。

三托輥輸送帶上物料的橫截面面積（見圖1），可按下列公式計算：

式中：l3-承載托輥組中中間水平托輥的長度（m）；b-輸送帶裝載物料的有效寬度（m）；B≤2m，b=0.9B-0.05m；B≤2m，b=B-0.25m；λ-槽形托輥組側輥軸線與水平線間的夾角（簡稱槽角）（°）；θ-被輸送物料的動堆積角（°）。θ值與物料的特性、流動性、輸送帶速度和輸送機長度有關。通常動堆積角比靜堆積角小5～15°，有些物料可能小20°。如果沒有動堆積角的實測數據，可按物料的靜堆積角的50%～75% 近似計算。

圖1

大傾角皮帶機采用的深槽型四節托輥，利用同樣的原理，得到槽型截面的面積S按下式計算。深槽四節托輥組的橫截面積如圖2所示。

S=S1+S2+S3-S4

S4=b×d

d-膠帶厚度

圖2

實例計算

以登封登槽集團金嶺煤礦主井大傾角帶式輸送機為例，帶式輸送機水平長度1000m，垂直提升高度560m，帶式輸送機傾斜角度31.5°，帶寬1200mm，膠帶強度4000N/mm，膠帶機運行速度2.5m/s，運量300t/h。

由上式計算出輸送能力Q=526>300（t/h）

實際使用結果

登封登槽集團金嶺煤礦主井大傾角帶式輸送機在實際運行時能夠滿足實際運量的需要，同時采用深槽托輥組使得物料在膠帶上沒有出現相對滑動及撒煤，落料等現象，根據計算得出只要不超過526t/h，完全可以滿足使用要求，而且在帶式輸送機運行時偶爾超過額定運量300t/h時也可以正常運行。此皮帶機已于2007年底交付登封登槽集團金嶺煤礦主井使用。

結束語

基于深槽托輥組橫截面積的計算公式計算出的運量與實際帶式輸送機運行情況進行比較，能夠滿足使用要求，在設計時可以作為設計依據。

參考文獻

[1]機械工業部北京起重運輸研究所.DTⅡ型固定式帶式輸送機.設計選用手冊[M].北京：冶金工業出版社，1994（4）.

[2]宋偉剛.特種帶式輸送機設計[M].北京：機械工業出版社，2007（2）.