大倾角光面胶带运输机的应用及研究

摘要:本文概述大倾角光面胶带运输机的结构、设计,大倾角光面胶带运输机技术先进、安全可靠、操作方便,它的成功运用,将使大倾角光面胶带运输机取代17°普通胶带运输机成为集团公司各矿主井提升的理想首选设备。

关键词:大倾角光面胶带运输机;设计;先进;可靠;方便;设备

1、概述

火铺矿井+900m水平延深是2004我集团公司的重大工程项目。主提升设备的能力按能满足+700水平生产1200kt/a的需要考虑。主提升设备是选用25°大倾角光面胶带运输机。

大倾角光面胶带运输机结构简单,技术先进、安全可靠、操作方便,它的成功运用,将使大倾角光面胶带运输机取代17°普通胶带运输机成为集团公司各矿主井提升的理想首选设备。

2、大倾角皮带运输机的技术特征

2.1、大倾角光面胶带输送机是一项新技术。普通上运带式输送机只能适用于18?以下的场合,目前国内外实现大倾角带式输送机主要有压带式输送机、管状输送机、波纹挡边隔板式输送机和花纹胶带输送机四种机型,其中压带式输送机和管状输送机在输送量、输送距离能达到大运量、长距离的要求,但前者结构复杂,后者需要较大带宽及特殊的托辊,两者的造价均较高,而且不能满足多点装载的要求。波纹挡边隔板式输送机采用特殊的输送带,且受传动条件限制,只能用于短距离输送。以上三种机型都不适合煤矿井下输送原煤。花纹胶带输送机能满足要求,但清扫困难,而且传动功率受花纹与改向滚筒之间的比压等许多条件的限制,价格也昂贵。

大倾角光面胶带输送机克服了上述机型的缺点,采用“双排v型深槽托辊组”新技术提高导来摩擦系数,提高胶带输送倾角 。其结构有以下优点;⑴用4个标准托辊取代5个特殊托辊,不但省工省料,而且便于制造和维修;⑵取消了中间的水平托辊,当中两托辊呈v型布置,增加了侧压力,在装载量少时导来摩擦系数仍然较大,不易下滑;⑶4个托辊按双排交错布置,托辊两端尖角不与胶带接触,对胶带寿命有利;⑷通过爬坡试验,确定槽角,可选定原煤输送的最大许用倾角。

大倾角光面胶带输送机最大输送倾角为上运28?、下运25?,最大运距1500m,最大运行速度为3.15m/s,带宽有800mm、1000mm、1200mm,最大运行功率为1500kw,可以多点驱动,多点装载,最大运量为630t/h。

2.2、慢速起动及功率平衡装置

皮带运输机上运倾角越大,起动时加速度对物料的稳定性影响也就越大,为了防止起动加速度过大,对电网冲击及引起物料下滑或滚动,需要慢速起动,同时由于井下条件限制,不宜采用体积重量过大的传动装置,因此必须采用多机驱动,各电机负荷均衡也是要解决的技术关键之一。液力调速装置与电气调节配合,很好地解决了输送机慢速起动和功率平衡这一难题。液力调速装置承载能力比yl型偶合器大40%,起动加速度可在0.1m/s2～0.3m/s2范围内无极调速,多台液力调速装置可同时使用,满足煤矿生产需要。

2.3、可编程序控制器控制系统

大倾角皮带运输机配制了先进的微机化可编程控制器pc。控制、保护功能齐全,具有慢速起动及多机驱动功率平衡自动调节功能,易于扩充,电路结构简单,维修方便,可靠性高,并具有以下功能:

2.3.1、连续检测电机转速或胶带线速度,各电机顺序分别空载起动。对电网冲击小;

2.3.2、具有超速及打滑保护功能;利用pc的高速计数器模块,预置超速上限值及打滑的下限值,当高速计数器的计数值超过或低于预置时,pc内部继电器动作,实现超速或打滑保护。pc─.4、元部件更加优化

2.4.1、液力调速装置单机功率提高到650kw。

2.4.2、采用行星齿轮减速器,体积小,承载能力大,传动效率高,噪音低。

2.4.3、传动滚筒架改进为三角架形,缩小了头架体积;

2.4.4、安装了逆止器液压均载装置,双电机驱动时,可改善停机时的逆止 性能。

3、大倾角皮带运输的选型设计

3.1、设计基础资料(以火铺矿主井提升设备为例)

输送物料,原煤 ρ= 1t/m3

输送量q=400t/h

输送长度 +900m水平360m+700m水平 830m

输送机倾角β=25°(上运)

3.2、主要参数确定

3.2.1、带速v

按mt414中的速度系列选用带速v=2m/s

3.2.2、带宽b

按输送量 计算 ,带宽b为:

b= q/ k v ρ cst=400/(302×2×1×0.72)=0.92m

式中:

b—带宽;

q—每小时输送量;

cst—倾斜系数取0.72 ;

ρ—容重ρ=1t/m3;

v—带速v=2m/s

k—装料断面系数k=302

取带宽b=1m

3.2.3、输送带

经计算胶带的静张力为3150kg/cm

选用钢丝绳芯输送带st2000

3.2.4、轴功率及电机功率

⑴+900m水平

传动滚筒园周力f=cnflg[qt+(2q0+q)cosβ]+gqh=1.1×0.03×360×9.8×[15.2+(2×27.2+55.6)×coз25]+9.8×55.6×152=96198.2n

式中:

cn——附加阻力系数cn=1.1;

f——运行阻力系数f=0.03;

l——运距 l=360m;

g——重力加速度 g=9.8m/s2;

q0——输送带单位长度质量 q0=27.2kg/m;

qt——回空托辊组转动部分单位长度质量qt=15.2kg/m

q——输送煤单位长度质量

q=q/3.6v=400/(3.6×2)= 55.6kg/m

h——物料提升高度 h=360×sin25°=152m

轴功率 为p=10-3fv=192(kw)

采用单机驱动,驱动系统由电动机、调速型液力偶合器、减速器、逆止器等组成,根据驱动系统特性,电机功率pd为:

pd=kdp/ηξξd

式中:

kd——功率备用系数kd=1.2

ξd——多机功率不平衡系数一台时取ξd=1,二台时 取ξd=0.95;

η——驱动装置传动效率η=0.9(下转86页)

(上接83页)

ξ- ——电压降系数 ξ=0.95

pd=1.2×192/(0.9×0.95×1)= 269.5kw

选用6000v280kw电机1台

⑵+700m水平

传动滚筒园周力为

f=cnflg[qt+(2qo+q)cosβ]+gqh

=221969.3(n)

轴功率 p=10-3fv=443.9(kw)

电动机功率

采用两套驱动装置,每套驱动装置由电动机、调速型液力偶合器、减速器、逆止器等组成,根据驱动系统特性,电动机功率:

pd=kdp/ηξξd=1.2×400/(0.9×0.95×0.95) = 655.8(kw)

下延至+700m水平,增加一套驱动装置,配6000v, 400kw电机1台。

4、应用情况

由于25°大倾角皮带运输机采用了新型深槽托辊装置、液力调速、慢速起动及功率平衡装置和可编程控制器控制系统,技术先进,结构简单,操作维修方便,自2004年8月投入运行以来,工作正常,没有发生过设备事故。维修费用和运行费用比普通胶带运输机降低了50%。完全满足+900水平生产需要,达到了设计目的。

5、 经济 和社会效益分析

火铺矿井+900m水平主提升选用上运25°大倾角光面胶带运输机,设备总购置费用为162万元,若采用17°普通皮带运输机, 设备总购置费用约为201万元, 设备投资可节省资39万元。

经一年多的实际效果证明,大倾角胶带运输机比同等条件的普通胶带运输机,一年可节省维修及运行成本约20万元。25°大倾角光面胶带运输机在火铺矿井+900m水平延深中的成功运用,改善了矿井技术面貌,节省了大量投资,缩短了建设工期,保证了矿井生产接替工作的顺利进行,稳定了矿井产量,为火铺矿及集团公司的稳定和可持续 发展 作出了巨大贡献,为其它矿井斜井主提升设计提供了宝贵经验,社会效益显著。

参考 文献 :

1、运输机械设计选用手册,出版日期:2008年03月,编者:《运输机械设计选用手册》编辑委员会

2、机械设计手册,出版日期:2004年,编者:机械设计手册编委会