煤矿大倾角皮带输送机设计着眼点分析

黄忠义

（重庆市开州区应急救援中心，重庆405400）

根据重庆市中源煤业集团双岔河煤矿有限公司实际的工作需求进行深入分析和研究，该矿主采煤层工作面需要运用到大倾角皮带输送设备，大倾角皮带机的设计应当符合生产实际，在改造前应用型号为JTPB-1200/1024 矿用的防爆提升绞车进行运输，设备为单滚筒。现根据煤矿施工实际环境和情况改造应用为30°～39°的大倾角皮带输送机进行运输；其设计需要满足运输的质量、效率，以及安全性需求。因此，开展本次研究，了解大倾角皮带机的设计着眼点。

1 大倾角皮带输送机设计意义

为满足中源煤业集团双岔河煤矿有限公司实际的工作需要，应用大倾角皮带输送设备，结合实际施工条件和情况采取设备应用设计，有助于提升工作的效率、质量，以及施工安全性。设计大倾角皮带输送机具有重要意义和价值，能够体现出通用带式输送设备的结构简单性，在施工过程中具有极高的运行可靠性，日常的维护和修理工作也相对比较简单[1]。这都是大倾角皮带输送机的使用优势。除此之外，中源煤业集团双岔河煤矿有限公司施工过程中应用大倾角皮带输送机也可以达成紧凑结构的设备运输目标，占据的区域位置也相对比较小，符合中源煤业集团双岔河煤矿有限公司实际的施工场地需求。应用大倾角皮带输送机的最大优势即可以应用波状挡边的输送方式代替传统的输送带，提升运输工作效率及安全性，其设备结构和工作的原理与通用类型的带式设备一致。因此，头部的清扫设备、保护设备、中间设备、拖辊、中间架支腿、拉紧设备、尾架、卸料漏斗等等零部件都可与与通用形式的输送设备进行对应零部件的通用。

2 大倾角皮带输送机结构设计

开展大倾角皮带输送机的结构设计，关注数据等信息细节，考量到实际施工过程中输送的物料呈现出散状形态，应当针对最大的粒度设计输送物料的皮带宽度。大倾角皮带输送机皮带在输送的过程中还会出现振动的情况，也可能出现物料散落的问题造成设备运行故障[1]。因此，输送皮带的宽度B 应该和最大粒度的物料之间建立满足公式，即：B≥2α+200，公式中α 为物料的最大粒度，计量单位为毫米。α 为200 毫米，B 为皮带宽度，计量单位为毫米。B≥2×200+200=600 毫米。因此，本次结构设计需要满足B 为650 毫米的要求。正常运行的皮带需要满足物料不散落的要求，需要设备满足物料最大横截面需求。大倾角皮带输送机设备在运行过程中需要保证带条沿着输送设备线路的流程运行，整体的阻力与驱动滚动的牵引力一致，也就是符合圆周驱动力。计算公式为Fu=C·FH+FSt+FS1+FS2，其中FH为主要阻力，单位为N；FSt为倾斜阻力，单位为N；FS1为特种主要阻力，单位为N；FS2为特种附加阻力，单位为N。C 为和输送设备长度相关的系数，查找资料信息了解到C 数据范围在1.02 到2.4之间。除此之外，还需要进行大倾角皮带输送机输送带的张力的计算以及电动设备功率的确认[3]。

3 大倾角皮带输送机主要部件设计

进行大倾角皮带输送机的主要部件设计，从改向滚筒设计入手，具体设计形式如图1 所示。

图1 改向滚筒设计

第一级的危险截面轴的直径数值为130 毫米，轴端面积的大小数据为120×120，最小的安装直径滚动抽成最小数值范围为130 毫米，采取公式计算获得齿轮出轴的直径数据为170 毫米。针对传动的滚筒轴进行强度的设计计算，校对核定相关数据，保证设备应用安全性。满足大倾角皮带输送机的应用需求，进行主要部件的设计，应当进行输送带层数的数据计算，执行拉紧力度和拉紧形成的计算。在驱动滚筒之前安装拉紧装置，采取原始的数据进行计算，分析结果信息，然后进行输送设备的带式设计，满足液体压力张紧绞车以及液体压力自动张紧设备联合的应用。因此，拉近力度为F=S14+S15，拉紧力开亮出现在输送设备常规运行的满载情况之下，其拉近力度可以根据公式进行计算[4]。设计液压缸部分，考量到液压缸承载的主要压力受制于不同类型的设备，针对使用需求不同选择不同型号的液压设备，运作环境存在条件的差异性，也呈现出承载压力的数值范畴存在差异性。根据这种方式进行类推，获得不同设备类型设计和应用数据范畴。

4 大倾角皮带输送机主要零件选型

明确大倾角皮带输送机实际工作需求，根据实际情况选择主要零件选型。首先应当明确输送机的电动机类型，了解其电动机的功率和传动滚筒轴功率计算数据等信息。根据本次中源煤业集团双岔河煤矿实际情况选择设备，具体情况如图2 所示。

图2 带式输送设备详细信息

选择符合工作实际应用需求的液力耦合器、联轴器、托辊进行操作。联轴器弹性柱应当选择使用简便寿命长的类型，应当关注减震、耐磨等需求。选择托辊应当考量到辊子转速和负载量等具体数据细节，尽可能延长其使用寿命。施工应用的输送带承受强度需要符合最大的张力要求，并低于输送带能够承受的纵向扯断强度[5]。安装支架类型的装置，需要支撑设备各个零部件环节，承载传动滚筒、托辊、输送带、改向滚筒等，满足支架支撑力度要求。

5 结论

综合上述研究内容进行切实有效的分析、探讨和总结能够了解到，应用大倾角皮带机可以实现大运量、长距离、高角度运输的目标，在输送物料的过程中覆盖的范围比较广泛，其设计结构相对比较简单，而且具备比较可靠的连续性作业能力。设计驱动装置的带动传动滚筒，可以借助摩擦的形式进行皮带运行的运输工作，在很大程度上实现了简单结构的传动要求，还可以有效节约设备运行能源。创新设计理念和设计细节，可以更好的实现大倾角皮带机的工作要求，为煤矿安全生产提供科学、基础的设备保障。