斜井强力皮带选用起吊设备的技术分析及实践

师 敏，王邦星

（汾西集团宜兴煤业有限公司，山西 孝义 032300）

斜井强力皮带选用起吊设备的技术分析及实践

师 敏，王邦星

（汾西集团宜兴煤业有限公司，山西 孝义 032300）

分析了强力皮带起吊牵引的方法，通过实践发现起吊理念要点，结合实际情况推荐起吊最佳方法。

皮带；牵引；摩擦；欧拉；导链

1 概述

山西汾西宜兴煤业有限责任公司主斜井强力皮带，是山西省最长坡度最大的皮带之一，全长1386m，坡度为 25°，强力皮带机型号为DTL120/630×3/650。电机功率为3台630kW电机（现使用2台）减速器为SEW型ML3PSF120，最大提升能力300万t。现为120万t，带宽1.2m，带速3.15m/s，强力皮带为ST4500，皮带质量为62kg/m，机头卸煤滚筒为φ620mm×1400mm，联轴器轴位为φ340，在试运行空载时，滚筒轴从未上电机侧距轴端约1/3处断裂，由于及时发现未造成其它事故，由于要更换滚筒，需将强力皮带牵引起吊到一定位置才能将滚筒从机头架上拆出，才能更换新滚筒，经本公司相关人员讨论形成三种方案。

2 方案比较

第一种方案，用回柱绞车与滑轮组组合，形成拉力，将绞车固定在将要安装第三台驱动装置的位置上，滑轮组定滑轮固定在机头大架上，用夹具将皮带夹住。动滑轮组与其固定在一起，同时松动机尾涨紧装置，通过计算只须移动4m即可。

第二种方案，经计算皮带下滑力为72t，用两个40t导链将皮带牵引。

第三种方案，是工人师傅在实践中对普通斜井皮带常用的一种方法，即皮带倒拉法，详细的方法是将皮带打倒转，用皮带上的电机倒转牵引皮带回空段，并将其拉至需要的位置。

第一种方案优点：起吊时可省大量的人力；采用滑轮组可省力（现为10轮滑轮组，可最大省11倍的力）；20t回柱绞车易于寻找（本公司就有20T绞车）；开停可随意控制。

缺点：对皮带夹具要求严格。运行速度不平稳，受外界影响大。

第二种方案优点：运行平稳；产生的摩擦阻力和加速度影响小。

缺点：40t导链购买须定做；皮带夹具要求严格；耗费大量的人力，起吊距离越大人越费力；当人员不足时影响工期。

第三种方案从理论上说可以使用，在斜井中普通皮带上已实践过，因为从欧拉公式和功率公式可知欧拉公式

式中：FL为主滚筒相离点的张力，N；FYmax为极限平衡状态下主动滚筒相遇点的最大张力，N；α为胶带在主动滚筒上的围包角，rad；μ为胶带与主动滚筒的摩擦系数；e为自然对数的底，2.71828。

功率公式 P=F·V.

式中：P为功率，kW；F为受到的力，N；V为在力的作用下产生的速度，m/s。

要想有足够的拉力，在功率不变的情况下，速度越小，拉力越大，而强力皮带使用了变频器，其特点为在低于工频时恒功率，即满足功率一定，而变频器又可调速，满足了拉力与速度变化的要求。

而欧拉公式说明要牵引皮带须满足滚筒与皮带有足够的摩擦力，而摩擦力中摩擦系数不变，只有增加正压力来提高摩擦力，可采用绞车拉滚筒围包角以外部分的皮带，用以增加皮带与滚筒的摩擦力，当皮带的拉力等于皮带下滑力时，皮带就停止运动，若大于其下滑力，皮带前进，小于下滑力则皮带下滑，当皮带下滑时，皮带的正压力又随之增加，拉力变大，总之：必有一点是皮带既下滑而又未下滑的力，即临界状态，在临界状态下，工人们可将拉起的皮带固定，这样，其优点为减少大量的人力，物力；须要多工种，多方位的人员配合。时间短。

缺点是人们没有在大功率的皮带上实践过，存在不确定因素；人们对技术知识认识不够，特别是变频器对皮带的作用，即机电分家。不能正确使用机电设备的性能；对设备的可靠性，要求严格（包括夹具）由于对技术认识的不足，经决定使用第一种方案。

3 实践结果

安装20t绞车后采用了10组滑轮组，3根绳穿绕起吊，皮带不动，后采用了7根绳穿绕，皮带前近3.15m后不再前进，连续几天仍不见效果，后用了导链将机尾平段拉一导链后才牵引够4m。前后安装共用了11d。

后来，更换滚筒轴承时，采用第二种方案，仅用一天时间安装完毕。

第三种方案没有试验，但本作者倾向于第三种方案。

4 原因分析

1）20t回柱绞车铭牌有误：在20t绞车上写有最大拉力为20t，而其最小速度为0.2m/s，功率为20kW。

据公式F=P/V=20×103/0.2=10t.

即最大拉力为10t，而不是20t。即最大拉力仅有70t。

2）拉力有变化：根据公式P=F·V计算可知，功率一定的情况下，速度与力成反比，绞车在运行中由于绞车钢丝绳在缠绕中运行，外圈的角度与内圈角素速度相等，而线速度为

v=r·w式中：v为线速度；r为半径；w为角速度。

与半径成正比，而半径随钢丝绳缠绕直径增大，拉力减少，所以拉力越来越小。其图如下：

加速度的影响变化的是外界托辊等阻力，对皮带拉力的影响，托辊随速度增加而阻力增大（因为是前倾托辊），所以加速度要增加。

3）绞车固定方向与皮带运行方向不平行存在分力。致使向上拉力减少。

为什么两个20t导链能拉动79t的皮带呢？

因为在计算中是把上下皮带全部加上，因此下皮带仅为一半的力，且下皮带摩擦阻力小、皮带有200m的平段，所以能拉动。

5 经验推广

经事实证明，不能完全相信铭牌和技术说明，其安全系数应按标准校验；导链拉力均匀，起吊牵引优先考虑导链；绞车受绪多条件限制，无法满足牵引要求，在其加速度变大时无法满足要求。

Analysis and Practice oFStrengthened BelTTechnology oFHoisting Equipments in inclined shafts

SHI Min,WANG Bang-xing
(Yixing Coal Co.,Fenxi Group,Xiaoyi Shanxi 032300)

The paper analyzes traction method with strengthened belt.In practice,the author summarizes main points oFhoisting principle and finds ouTthe besTapproach.

belt;traction;friction;Euler;chain

TD528+.1

A

1672-5050（2011）07-0043-02

2011-04-29

师 敏（1968—），男，山西平遥人，本科，从事煤矿管理工作。

刘新光