有限空間大傾角提升設備選型綜述

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有限空間大傾角提升設備選型綜述

張挺

(西山煤電(集團)有限責任公司 古交配煤廠，山西古交030206)

摘要針對在有限空間內如何選擇大傾角提升設備的問題，以古交配煤廠158皮帶機尾提升設備選型為例，通過核算機頭高度、機身長度等限制條件，對斗式提升機、波狀擋邊帶式輸送機等設備進行篩選。通過分析各類型設備的優缺點，校驗安裝空間位置尺寸，最終確定選用設備的類型和基本要求，為設備的設計、制作、安裝提供了依據，并總結出在有限空間內選擇大傾角提升設備的選型思路。

關鍵詞有限空間；大傾角；提升設備；波狀擋邊帶式輸送機；設備選型

收稿日期：2014-11-13

作者簡介：張挺(1985—)，男，山西呂梁人，2012年畢業于中北大學，助理工程師，主要從事機械設備維護、管理方面的工作

中圖分類號：TD444

文獻標識碼：B

文章編號：1672-0652(2015)01-0054-03

AbstractTo solve the problem that how to choose hoisting equipment for large dip angle in limited space, takes the hoisting equipment selection of 158 belt conveyor tail in Gujiao coal preparation plant as the example, checks the limited conditions such as the conveyor head height, body length and so on to screen the equipments of bucket elevators, corrugated sidewall conveyor and so on. Analyzes the advantages and disadvantages of various types of equipment, checks the size of the installation space position, ultimately confirms the type and basic requirements of the optional equipment. It provides the basis for equipment design, production and installation. Finally gets the method for choosing hoisting equipment for large dip angle in the limited space.

西山煤電(集團)公司古交配煤廠158皮帶是東曲礦地下輸煤通道的第一條地面轉運皮帶，機長284.3 m，傾角9.014 3°.為裝運清掃走廊的含煤廢水沉淀后的煤泥需布置1臺提升設備。因為系統已經投產運行，機尾所剩余的空間極為有限，在不影響建筑結構的前提下，考慮所提升物料的特殊性，從幾種提升設備中最終選定使用波狀擋邊帶式輸送機。在設備選型的過程中，分析了幾種提升設備的優缺點，對于在有限空間內選擇大傾角提升設備有一定的實踐意義。同時文中的內容對于解決在設備改造或是系統配套時出現的提升問題也有一定的參考價值。

1現場情況

該提升設備安裝位置為158皮帶機尾平臺處，空間位置較狹小，平臺地面至層頂高度為3 050 mm，層頂布置有水泥梁3根，厚度分別為405 mm、405 mm、1 125 mm.158皮帶機與墻壁水平最窄處距離為1 375 mm，最寬處距離為3 100 mm.地面開挖有煤泥水溝，溝寬510 mm.為將158皮帶清掃后的煤泥進行沉淀，擬建沉淀池。

158皮帶機尾空間限制條件見圖1.

為保證提升設備機頭及落料溜槽空間，將落料中

圖1　158皮帶機尾平臺空間情況及落料位置示意圖

心線布置在圖示位置，即提升設備機頭加落料溜槽總高度不大于1 065 mm.

擬提升的物料為沉淀后的煤泥。因沉淀池尚未建成，無法實際測量物料的安息角，為方便設備選型，暫使用手冊[1]所示泥煤(濕)的安息角，即運動安息角40°.

2主要限制條件

依據上述現場條件，提升設備選型的主要限制條件有：

1) 擬選設備的機頭卸料裝置及溜槽總高度。

a) 擬選設備的機頭卸料裝置及溜槽總高度不大于輸送帶最低點上平面至層頂高度，即1 065 mm.

b) 因被提升物料的安息角為40°，出料溜槽傾角不得小于40°，否則容易造成物料在出料溜槽內堆聚。158皮帶機帶寬為1 400 mm，機架寬度為1 600 mm，若落料位置為輸送帶中心，則158皮帶機機架邊緣至落料位置距離800 mm，經簡單計算可知，落料溜槽高度不小于670 mm.在設備實際布置時，可將設備傾斜于158皮帶布置，將出料口靠近158皮帶機中心線，以縮短溜槽高度。

2) 提升傾角。

因被提升物料的運動安息角為40°，若選用帶式輸送機，則輸送機最大傾角應小于安息角的1/2，即20 °.

3) 整機長度。

受現場條件限制，整機長度不得大于5 m，否則將無法布置。考慮裝料方式為人工裝料，為減輕勞動強度，裝料口應盡可能靠近沉淀池。

3設備類型選擇與核算

根據現場情況，初選了3種類型的提升設備：斗式提升機、輕型帶式輸送機、波狀擋邊帶式輸送機。選型具體情況如下：

1) 斗式提升機。

斗式提升機的提升高度在40 m以內，可滿足煤泥提升要求。該型提升機多為垂直式，因沉淀池位置影響垂直式提升機安裝，故只能采用傾斜式。

斗式提升機主要型號有：TD型、TH型、TB型、NE型。其中，TD型為橡膠帶牽引，機頭卸料裝置結構比較緊湊。為滿足前文所述限制條件，考慮初選此型斗提機作為備選設備。機頭機構的高度主要限制條件為：機頭滾筒的直徑和料斗的寬度，機頭機構的高度不應小于滾筒直徑+2倍料斗寬度。除此之外還應該計算機殼尺寸。

查閱TD型提升機類型及技術性能[2]后知，限于空間要求可初選TD160、 TD100兩個型號。其中TD160型滾筒直徑為260 mm，TD100型滾筒直徑為150 mm.

料斗型式有Q型淺斗、H型弧底斗、Zd型中深斗、Sd型深斗。擬提升物料為煤泥黏度較大，擬選用Q型。

Q型料斗參數尺寸見JB/T 3926.3-1999.

綜合以上條件考慮：

若選用TD160系列時：機頭機構高度≥260+125×2=510 mm

若選用TD100系列時：機頭機構高度≥150+90×2=330 mm

在不考慮機殼的情況下，無論選用TD160或TD100型機頭高度加溜槽高度(上文所述670 mm)已經大于或十分接近限制高度，故無法選用斗式提升機。

2) 輕型帶式輸送機。

該型設備作為常見設備具體性能及參數，在此就不再贅述。若選用該型設備，頭部空間可符合現場布置要求，但由于受到最大輸送傾角限制，即最大輸送傾角不得大于20°，按照最有利情況考慮，即按凈提升高度2 m(人工裝料口高750 mm)計算，機長約為5.3 m，長度超出機尾平臺，無法布置。故無法選用。

3) 波狀擋邊帶式輸送機。

該型設備采用波狀擋邊輸送帶取代普通輸送帶。具有輸送傾角大、結構簡單、運行可靠等優點。

影響該設備機頭高度的因素主要有：波狀擋邊輸送帶橫隔板的型號及擋邊高度，機頭驅動滾筒的直徑。下面逐個考慮影響因素：

a) 波狀擋邊輸送帶的選擇。

波狀擋邊帶式輸送帶的C型橫隔板適用于黏性較大物料，適用于擬提升的煤泥[2]505-526。

因擬安置設備機頭卸料位置較小，且擬輸送的物料為粉狀、小塊狀。故應選擇隔板高度較小的輸送帶。初選隔板高35 mm、擋邊高40 mm的輸送帶系列。

b) 傳動滾筒的選擇。

查閱選型手冊[2]505-526后，為在保證機頭空間的基礎上，最大程度提高運輸量，擬選設備的帶寬應越大越好。可選范圍為寬度為300 mm、400 mm、500 mm的滾筒，滾筒直徑的區間為250 mm、315 mm、400 mm.

依據上述條件，可分別計算該型設備的機頭機構總高度：

帶寬為300 mm時，總高度=滾筒直徑+2倍擋邊高度=250+2×40=330 mm.

帶寬為400 mm時，總高度=滾筒直徑+2倍擋邊高度=315+2×40=395 mm.

帶寬為500 mm時，總高度=滾筒直徑+2倍擋邊高度=400+2×40=480 mm.

在考慮機頭溜槽高度(670 mm)的情況下，帶寬300 mm和帶寬400 mm的波狀擋邊帶式輸送機可滿足現場布置要求，可以選用。

為使設備合理布局，方便日后使用、維修。與設備生產廠協商后，提出下列要求：

a) 擋邊機的布置形式選用NL型[2]807-821，卸料口伸入皮帶上方，以縮短落料溜槽長度保證機頭裝置的空間，方便安裝、檢修與維護。

b) 提升傾角，據現場測量，傾角為35°～45°為宜，既可以避開沉淀池又可以縮短裝料距離。

c) 為方便裝料、確保安全，宜在裝料口布置裝料斗。

d) 機架形式宜為可移動桁架式，為設備的維護、檢修提供方便。

以上述要求為依據，經制造廠設計，最終確定設備基本參數為帶寬400 mm，傾角40° ，帶速1.0 m/s，機長3.5 m，功率3 kW.經制作、安裝，該設備現已投入使用，使用效果良好。

4結語

在工作實踐中，常常會遇到在已經投產的系統上增加設備的問題。這種情況下，空間往往是最主要的限制條件，即要合理實現功能又要“放的下”就成了擺在技術人員面前的一道難題。解決這種問題，首先要將空間限制條件一一羅列出來，找出最核心的要求(即允許的設備最大尺寸)，然后對擬選設備逐個核算，最終確定設備類型，進而確定設備具體型號，為設備的采購、設計、制作、安裝提供依據。

參考文獻

[1]北京起重機械設計研究院.DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊[M].第2版.北京:冶金工業出版社,2013：15-19.

[2]黃學群，唐敬麟.運輸機械選型設計手冊下冊[M].第2版.北京:化學工業出版社,2011：505-526,807-821.

Hoisting Equipment Selection for Large Dip Angle in Limited Space

ZHANG Ting

Key wordsLimited space; Large dip angle; Hoisting equipment; Corrugated sidewall belt conveyor; Equipment selection