大倾角带式输送机优化设计及其在小型煤矿的应用

廖志诚

摘要：我国小型煤矿分散且规模较小，具有较为复杂的地质条件，在进行开发的过程中经常会运用到大斜角带式输送机。按照小型煤矿工作条件以及运输巷道的具体情况对输送机的技术参数进行选择，并根据实际情况予以选择，设计输送机制动装置、输送带、驱动装置等重要部件。在实际使用过程中，这种输送机不但能够符合小型煤矿对生产的基本需求，还能够将小型煤矿的生产效率予以提高。

关键词：大斜角带式输送机；优化设计；小型煤矿

引言

随着我国蓬勃发展的煤矿开采事业以及不断革新、进步的开采技术，大斜角带式输送机被煤矿开采业所认识并广泛的应用在工作中。大斜角带式输送机的运输倾斜角通常在28°以上，因为倾斜角度高于普通输送机，其设计要点也和普通输送机存在明显的差别。所以要对大斜角输送机的优化设计、选型设计、在小型煤矿中的应用进行分析和研究。

1.大倾角带式输送机优化设计要点

1.1选择带速应具有的参数v

设计运输机带速参数首先要对设计参数予以确认，然后选择输送带托辊和相关设备的部件，科学设定带速，能够提高输送带的平稳性。输送带和物料在运行过程中受物理学的影响，物料会出现滑落和掉落的现象，对运输造成影响。所以其带速时要控制在2.5米每秒以下。

1.2计算和选择输送机摩擦系数f

选择带式输送机摩擦力系数对驱动功率、逆止力矩和胶带轻度等环节的使用具有直接关系。大倾角带式运输机在计算对额定工时要选择较大的摩擦系数，一般情况下，大斜角带式输送机要设定0.04以上的摩擦系数。

1.3为输送带设定安全系数n

输送带安全系数直接影响到运行效果，所以选择正确的安全系数能够避免事故的发生。大倾角输送带的安全系数应该在8以上，但也不是安全值 越大越好，通常传送带规格和安全系数呈正比，规格高的输送带安全系数高，但高规格的输送带会对输送机的起动性和自动产生限制。

2.关键部件的优化选型设计

2.1计算大斜角带式输送机输送能力

按照煤矿原煤的产出量来选择大斜角带式输送机具有的规格和类型，假设原煤块度大而含水量小，就要选择花纹带式输送机；如果原煤块度小、水分大，就要选择深槽型输送机，其输送能力可以用公式进行计算。

花纹带式输送机的实际输送能力为：Q=3.6Avky，其中v是传输带具有的运行速度；k是传输机具有的倾斜指数；y是原煤密度；A是输送带原煤具有的横断面积。深槽型带式输送机实际运输能力为：Q=3.6Avky>Q。

2.2设计和选择驱动装置

深槽型带式输送机和花纹带式输送机的驱动装置包括联轴器、电动机、传动滚筒、减速器和控制装置。

第一，确定电动机的功率。深槽型带式和花纹带式输送机在正常运行时要面临并克服阻力。运行阻力包括倾斜阻力、特种附加阻力、特种主要阻力、附加阻力以及主要阻力。带式输送机工作时驱动滚筒所承受的圆周力是所有阻力之和，将圆周力进行计算，就能够得出需要的电动机的功率。

第二，选择可控启动装置。带式输送机控制装置一般采取鼠笼式电动机和机械调控装置相搭配，能够实现在复杂情况下的减速停车和启动。机械调速装置包括CST可控启动传输以及调速液压耦合器， CST可控启动传输设备具有的特点包括电机能够空载启动，速度缓慢提高，连续进行加速度，可以无冲击的进行软启动；输送带在进行低速运行时，可以加减随意调节；在控制过程中具有较快的响应速度；过载保护比较明显。

调速液压耦合器具有显的优势为：能够完成软启动；电动机能够空载启动，降低电网波动、减少对机器的冲击；能够实现过载保护；在额定负载下实现高效传动；价格低廉等。其缺点包括耗能大、工作形成高热量以及需要散热设备等。

在实际应用中，要根据经济承受能力、生产规模、技术状况对可控启动装置进行选择。

2.3选择输送带

带式输送机中输送带起到承载和牵引的作用，要具有足够的承载能力和强度。深槽型带式输送机可以选择人字形输送带或者钢丝芯输送带，煤矿井下使用的输送带要具有阻燃功能。花纹式输送带表面具有圆锥凸块，其高度为25mm，倾角能够达到25°。

3.在小型煤矿中的应用

某小型煤矿具有三十万吨原煤生产能力，主斜井带式输送机所具有的基本参数为：井下设置能够储煤400吨的煤仓，给煤机给料运量为每小时180吨，港道具有28°的倾角，水平运距为300米，提高度为159米，煤块大小为0-150mm之间。设计、安装大倾角带式输送机的具体方式为：

第一，运用软启动的驱动装置，包括Y系列三相电机、可以调整速度的液力耦合器和硬齿面减速器。此驱动具有造价低、启动性能高以及维护成本低等特点。

第二，机身使用H架螺栓、十号钢槽、承载托辊组连接而成，承载托辊选择双列V形等长四节推辊组，外侧两组和内侧两组托辊具有的倾角分别为60°和25°，输送带各点具有相同的弯曲曲度，提高物料间的摩擦力。为了避免出现输送带抖料的现象，在60°深槽托辊间安装45°、30°、20°和10°的托辊组。将三个槽安装在60°托辊组的边支柱上，对前倾的托辊进行调节，让输送带保持平衡、中性，避免传送带出现跑偏的现象。

第三，输送带使用阻燃钢丝绳芯输送带，可以确保传送带拥有较强的成槽性和堆料厚度，以及物料不会因为振动而出现滚落和滑落的現象。

第四，运用H型钢焊接成三角结构的传动机架，用槽钢焊接成三角形的转向机架和卸载机架。改向机架、卸载机架和传动机架都由两片组成，在现场运用螺栓联接在一起。

4.结束语

大斜角带式输送机现在已经在煤矿开采过程得到广泛的应用，只有保证输送机具有科学合理的设计，才能够提升煤矿的开采效率。在选择大斜角输送机的过程中，要全面了解和掌握其设计要点，才能够确保投入使用的大斜角输送机应具备的使用性和质量，达到设计要求的可靠性和安全性，将煤矿开采的运输能力予以增强。

参考文献：

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