大型带式输送机胶带更换阻力计算

大型带式输送机胶带更换阻力计算

孙鹏飞

（神华黄骅港务有限责任公司河北沧州061113）

摘要：文章简要论述了带式输送机的结构、原理，对带式输送机维护保养时胶带更换的阻力进行了剖析，对于皮带更换过程所需牵引力进行了举例计算。对于带式输送机前期的准备工作具有借鉴意义。

关键词：大型带式输送机；维护；工作原理；胶带更换；阻力计算

前言

大型带式输送机是输送大性散装物料的高效输送机械，大型带式输送机主要由机架、输送带、滚筒、传动装置等部分构成。大型带式输送机可以和工业生产的要求相匹配，形成流水运输线。随着经济的发展，我国大型带式输送机也迅速发展，逐渐能够达到国际先进的水准，但是任然与国外存在这一定的差距，亟需进行技术上的创新和改良。

带式输送机的组成部分有：机头部（包括电动机、传动装置、滚筒等）、机身部（包括机架、托辊）、机尾部、胶带、附属装置（包括拉紧装置、清扫装置、制动装置等）等。

带式输送机的组成部分有：机头部（包括电动机、传动装置、滚筒等）、机身部（包括机架、托辊）、机尾部、胶带、附属装置（包括拉紧装置、清扫装置、制动装置等）等

带式输送机的主要组成部分有：输送带、托架及机架、传动装置、拉紧装置、储带装置和清扫装置等。

1输送带

1）输送带既是承载机构，又是牵引机构。

输送带种类很多。按带芯结构材料分为钢丝绳芯输送带、尼龙芯输送带、维棉芯输送带和帆布芯输送带。输送带按覆盖层所用的材料分为橡胶带、橡塑带和塑料带；按用途分为耐热、耐寒、耐油、耐酸、耐碱和花纹等输送带；按阻燃性能分为非阻燃带和阻燃带。

常用的输送带有3种类型，即普通输送带、钢丝绳芯输送带和钢丝绳牵引输送带。普通夹层输送带，用数层帆布做带芯，层与层之间用橡胶粘合在一起，然后在外表面周围用橡胶盖层加以保护。帆布由棉、尼龙等纤维织成或为混纺物。帆布层用来承受载荷并传递牵引力，而橡胶保护层用来防止外界物体对帆布层的损伤及有害物质的腐蚀。

钢丝绳芯输送带是用细钢丝绳做带芯（以承受拉力），外面覆盖橡胶制成强力输送带。阻燃输送带是指在生产输送带过程中，加入一定量的阻燃剂和抗静电剂等材料，经塑化和硫化而成的输送带称为阻燃输送带。

托辊用来支承输送带，减少输送带运行阻力，并使输送带悬垂度不超过一定限度，以保证输送带运行平稳。托辊安装在机架上。托辊由轴、轴承和标准套筒等组成。托辊按用途可分为槽形托辊、平形托辊、调心托辊和缓冲。

驱动装置是带式输送机的动力源，电动机通过液力偶合器和减速器带动主动滚筒转动。驱动装置由电动机、联轴节、减速器和主动滚筒等部分组成。若是双滚筒单电动机传动，则还有一对传动齿轮。

张紧装置的作用，一是保证输送带有足够的张力，使滚筒与输送带之间产生必要的摩擦力；二是限制输送带在各托辊之间的悬垂度，确保输送机的正常运转。张紧装置主要分为机械张紧装置和重砣张紧装置两类。除此以外还有电动张紧装置和液压张紧装置等

储带装置是用来把可伸缩带式输送机伸缩前后的多余输送带暂时储存起来，以满足采煤工作面持续前进或后退的需要，它装设在带式输送机机头传动装置的后面。

制动装置种类较多，如带式逆止器、滚柱逆止器、电力液压制动器及液压盘式制动器等。

工作开始时，由电动机通过减速器来驱动传动滚筒，依靠传动滚筒和输送带之间的摩擦力来事输送带能够连续的运动，被运送的物品靠他与输送带之间存在的摩擦力，随输送带运送到指定地点。

带式输送机如同其他运输机械一样,在更换中会受到各种各样的阻力。研究输送带运输的各种运行阻力,是确定合适的牵引力的前提。通过对露天矿带式输送机使用的实地调查分析,为了便于计算,带式输送机的运行阻力可分为四大类,即:主要阻力(中间段阻力);次要阻力(头部驱动站和尾部改向站阻力);特殊阻力和提升阻力。

2主要阻力

主要阻力是出现在中间段上的,也就是说是在输送带牵引过程中输送带和托辊之间相互作所产生的阻力,对于近水平的长距离运输机来说,这部分阻力占比例较大。从上分支输送带在托辊上运行情况可以看出,中间段阻力由以下几个部分组成:

挤压阻力：这种阻力主要与输送带的载荷和输送带张力有关。当输送带张力较大时,输送带的垂度减小,拉伸程度缓和,表现出来的阻力较小。

输送带的弯曲摆动阻力：由于输送带呈曲线状,因此输送带在通过托辊时,反复地被正向弯曲和反向弯曲。这种由输送带弯曲产生的阻力称为输送带的弯曲摆动阻力。这种阻力也主要和输送带上的载荷及输送带的张力有关。

输送带在托辊上的压陷阻力：由于输送带的覆盖胶具有一定的弹性和硬度,因此在重力作用下会被压陷在托辊上。在输送带的运行中,压陷区不断地在输送带上移动,也就是说输送带的下覆盖胶不断地被压陷,因而产生了运行阻力。这种阻力与输送带张力无关,而主要和输送带的载荷和覆盖胶的硬度弹性有关。

3次要阻力

次要阻力是指发生在输送带运输机头部驱动站和尾部改向站上各个局部部件上,包括以下几部分:

皮带与侧向导料板之间的摩擦阻力：它是由于牵引皮带时，皮带对侧向导料板具有压力的缘故。当皮带运动时,就产生了摩擦阻力。它可以通过计算求出。

清扫器摩擦阻力：清扫器以一定的压力压在输送带上,当输送带运行时,就产生了摩擦阻力。它可以通过计算求出。但在牵引更换皮带时，一般提前打开，所以更换皮带时，此力为0。

4特殊阻力：

特殊阻力是不经常出现的阻力,也不是每一个带式输送机都有的。因此,只有在出现这个阻力项目时,才加以考虑。特殊阻力包括调心托辊的斜置阻力,加速区外侧导料板的摩擦阻力,刮板式中间卸料器的阻力等。输送带在凸弧段运行时受到的附加阻力也应算到这里。

以黄骅港BH4-1皮带线计算为例：

上部长度LS=704.85M，下部长度LX=748.6M

行程提升高度H=20.10-14.826=5.274MST1250皮带质量qB=46kg/m

上下分支托辊每米长旋转部分质量qRo=76.86kg/m；qRu=24.25kg/m

5主要阻力（FH）

1)上分支主要阻力（FHS）

FHS=CfLg(qRo+qB)

8带式输送机未来主要由三个大的发展趋势

设备大型化、提高运输能力为了适应高产高效集约化生产的需要，带式输送机的输送能力要加大。长距离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势，也是高产高效矿井运输技术的发展方向。输送量要提高到10000t/h，带速4～6m/s，输送长度对于可伸缩带式输送机要达到3000m。对于钢绳芯强力带式输送机需加长至5000m以上，单机驱动功率要求达到1000～1500kW，输送带抗拉强度达到6000N/mm（钢绳芯）和2500N/mm（钢绳芯）。尤其是煤矿井下顺槽可伸缩输送技术的发展，随着高产高效工作面的出现及煤炭科技的不断发展，原有的可伸缩带式输送机，无论是主参数，还是运行性能都难以适应高产高效工作面的要求，煤矿现场急需主参数更大、技术更先进、性能更可靠的长距离、大运量、大功率顺槽可伸缩带式输送机，以提高我国带式输送机技术的设计水平，填补国内空白，接近并赶上国际先进工业国的技术水平。其包含7个方面的关键技术：⑴带式输送机动态分析与监控技术；⑵软起动与功率平衡技术；⑶中间驱动技术；⑷自动张紧技术；⑸新型高寿命高速托辊技术；⑹快速自移机尾技术；⑺高效储带技术。

提高元部件性能和可靠性设备开机率的高与低主要取决于元部件的性能和可靠性。除了进一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性，还要不断地开发研究新的技术和元部件，如高性能可控软起动技术、动态分析与监控技术、高效贮带装置、快速自移机尾、高速托辊等，使带式输送机的性能得到进一步的提高。

扩大功能，一机多用化，拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用，使其发挥最大的经济效益。

结束语

综上所述，为使带式输送机安全可靠运行，必须在安装、使用和维护全过程中加强管理，针对各个环节可能出现跑偏的具体情况制定相应的预防措施，从而减少事故的发生，提高开机率，为安全生产创造条件。

参考文献

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