馬脊梁礦洗煤廠可逆配倉皮帶機的設(shè)計

許麗華

（晉能控股裝備制造集團，山西 大同 037001）

引言

可逆配倉皮帶機是一種專門用途的帶式輸送機，具有輸送量大、結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、成本低、通用性強等優(yōu)點，被廣泛用于冶金、煤炭、化工、水電等行業(yè)。可逆配倉皮帶機是在皮帶輸送機下方料倉進行布料時使用，輸送機本體可以沿著水平鋪設(shè)的直線軌道往復(fù)行走，運行方向既可以選擇向前運行，也可以選擇向后運行，因此可逆配倉式輸送機可以走到任一設(shè)定位置處，向其下方的礦槽內(nèi)卸料。

馬脊梁洗煤廠現(xiàn)有的三部可逆配倉皮帶機已運行十年以上，許多機構(gòu)都已損壞，而且原移動機構(gòu)的設(shè)計為非對稱驅(qū)動，維修起來比較麻煩。由中央機廠為該礦重新研制的新型可逆配倉皮帶機，帶寬1 200 mm，機長42 m，速度2.0 m/s，電動滾筒型號TYII-220-200-120-63，功率22 kW，直徑Φ630 mm，皮帶規(guī)格EP300-1200-4層-4.5/3。并且皮帶機可在軌道上移動，正、反方向均可運轉(zhuǎn)，機頭和機尾均可裝載和卸載，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，屬于中央機廠第一次制造[1]。我們對移動部分做了優(yōu)化設(shè)計，兩端為鏈傳動，完全對稱，同時配備了制動機構(gòu)，以適應(yīng)煤礦的需求。見圖1。

圖1 可逆配倉皮帶機總圖

1 可逆配倉皮帶機設(shè)計方案

可逆配倉皮帶機的行走裝置和皮帶機自身是兩個獨立的系統(tǒng)。在使用時，需注意行走裝置帶速選擇，通常情況下帶速根據(jù)布料的大小進行選擇，至于可逆配倉皮帶機的部件組成和帶式輸送機基本相同。輸送機在機頭和機尾運行方向的下方布置若干個儲料礦槽，輸送機的物料受料點位于輸送機的中部[2-3]。在這里我們選擇結(jié)構(gòu)簡單且容易制造的水平的布置方式。

1.1 輸送帶的選型

選擇輸送帶有兩個原則：適合貨物類型的輸送帶，材料不同，決定了其運輸貨物的品種也不同；根據(jù)貨物的重量來選擇，結(jié)構(gòu)材料不同導(dǎo)致生產(chǎn)出來的輸送帶其承載貨物重量的能力也不同。根據(jù)以上選擇原則，以及給定的參數(shù)和現(xiàn)場的工況條件，在這里選擇輸送帶為尼龍帶EP300型。

輸送帶的材質(zhì)為膠帶，帶寬B的設(shè)計計算如式（1）所示：

式中：Q為輸送量，取900 t/h；v為皮帶機的帶速，取2.0 m/s；γ為物料容重，取0.9 t/m3；C為傾角系數(shù)，取0.91；ξ為速度系數(shù)，取1.00；K為端面系數(shù)，取458。將數(shù)值代入公式，計算得B=1.095 m。因此，最終確定帶寬為1 200 mm。

1.2 動力部分的選型

動力部分主要由輸送帶驅(qū)動機構(gòu)、皮帶機行走機構(gòu)兩部分組成。

可逆配倉皮帶機的行走裝置和皮帶機自身是兩個獨立的系統(tǒng)。行走部分由電動機通過鏈傳動驅(qū)動行走輪使輪子在預(yù)定的軌道上面正反向轉(zhuǎn)動，這樣就達到了輸送線“可逆”的目的，意味著可以往復(fù)地給輸送線下方的料倉布料。而輸送帶的轉(zhuǎn)動是由電動滾筒完成的，通過電動滾筒的不斷轉(zhuǎn)動，從而帶動輸送帶的連續(xù)轉(zhuǎn)動。

電動滾筒的確定。電動滾筒是將電機、減速齒輪裝入滾筒內(nèi)部的傳動滾筒。因其結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，適用于短距離及較小功率的單機驅(qū)動帶式輸送機。

電動滾筒的軸功率設(shè)計計算如式（2）所示：

式中：P為電動滾筒的軸功率，kW；C2為輸送帶、軸承處的阻力系數(shù)，取2.4；f為托輥的阻力系數(shù)，取0.03；L為電動滾筒與改向滾筒中心距的水平投影，取42 m；Gm為輸送帶、托輥、改向滾筒等旋轉(zhuǎn)零件的質(zhì)量，取70 kg/m；H為高差，1 m。將以上數(shù)值代入公式計算得P=14 kW。依據(jù)計算結(jié)果確定電動滾筒的型號TYII-220-200-120-63。

1.3 托輥的選擇和結(jié)構(gòu)

考慮到煤的輸送量相對帶強不是很大，確定得本機各類托輥組間距：承載托輥的間距為1.5 m，回程托輥的間距為3 m，緩沖托輥的間距為0.5 m，托輥的直徑為Φ133 mm，為滿足托輥的壽命要求，查《機械設(shè)計手冊》，先取305軸承。

2 機身設(shè)計

機身位于機頭架和機尾之間，是皮帶運輸機的主要運行部位，架設(shè)著槽形托輥和平行下托輥，支承重載皮帶和回空皮帶，中間架采用12號槽鋼，槽形托輥的槽形角為35°。見圖2。

圖2 機身斷面圖

3 張緊裝置設(shè)計

采用螺旋拉緊裝置，由改向滾筒、螺桿和框架組成，裝在機尾架上，拉緊行程為500 mm，使用簡單，造價低，維護簡單[4]，傳送效果良好。見圖3。

圖3 螺旋拉緊裝置

4 機尾的設(shè)計

由機尾架、機尾滾筒、清掃器等組成。滾筒前設(shè)有清掃機構(gòu)，清掃回空皮帶上的撒落煤末。

5 行走機構(gòu)的設(shè)計

主要機構(gòu)為行走輪對，由電機驅(qū)動鏈傳動驅(qū)動行走輪對使輪子在預(yù)定的軌道上面正反向轉(zhuǎn)動。

5.1 鏈傳動機構(gòu)的設(shè)計計算

選擇鏈輪齒輪。鏈傳動速比i=2，選小鏈輪齒數(shù)Z1＝13，大鏈輪齒數(shù)Z2＝iZ1=26。

5.2 鏈條節(jié)數(shù)

初定中心距a0=（30～50）P，取a0＝40p，p為鏈條節(jié)距。計算鏈條節(jié)數(shù)Lp：

6 結(jié)語

當客戶的需求或者主參數(shù)一定時，按照上述方法方法進行可逆配倉皮帶機的設(shè)計、計算，確定其功率，選擇合適的減速比，節(jié)距等以合理、經(jīng)濟地進行可逆配倉皮帶機的設(shè)計和選型。