浅谈煤矿带式输送机类型及输送带与托辊设计选型

浅谈煤矿带式输送机类型及输送带与托辊设计选型

赵峰1吴瑞克2

焦作科瑞森重装股份有限公司河南454000

摘要：合理选择带式输送机的类型，对于降低投资成本，保证安全生产，提高企业经济效益具有十分重要的意义。本文对煤矿带式输送机类型以及输送带与托辊设计选型展开探讨分析，以供参考。

关键词：带式输送机类型；输送带；托辊设计选型

前言

带式输送机具有输送能力大、输送距离长、运营和维修费用低、结构简单、使用安全可靠、维修方便等突出优点，在港口、矿山、钢铁企业料场的输送线上得到了广泛的应用，多年来一直是连续输送散状物料的主要输送机械之一。托辊组作为带式输送机的重要部件，其总重约占整机的4O％，可见，正确的选择托辊是至关重要的。

一、带式输送机选型

它主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传带式输送机动装置等组成。每个部件的参数存在很大的差异，分别适用于不同的工作环境中。因此，输送机方案确定得合理与否直接关系到煤矿投资和运营状况。

1.1选型原则

在煤矿运输中，合理选型对于减少设备和井巷投资，提高安全性以及缩短工期具有重要作用。带式输送机选型要注意遵循以下原则：一是安全性原则，带式输送机必须适应巷道底板起伏较大的特点，达到安全运行；二是满足开采面运输能力要求；三是经济效益原则，在满足生产需要和安全生产的前提下，尽可能降低投资和运行成本。

1.2主要参数的选择

1.2.1带宽选型

带式输送机的输送带的带宽与投资额存在反向关系。决定带宽的参数主要有两个，一是运送物料的块度，二是运送数量。带宽与物料块度的函数关系为：2X0.2≤B。式中，B代表带宽，X代表物料的块度；带宽与运能的关系为：在满足运能的情况下，尽可能选择较小的带宽。

1.2.2带速选型

提高带速是提高带式输送机的运输能力，节省投资的有效途径。但是，带速的提高受制于胶带的强度。因此，在满足胶带强度安全系数的前提下，尽可能提高带速。同时，提高带速会降低托辊的寿命，高质量的托辊是保证高带速输送机稳定可靠运行的保证。

1.2.3托辊选型

托辊是用来支撑输送带和物料种类的重要部件。它占了一台带式输送机总成本的35%，承受了70%以上的阻力，而且托辊的种类很多，因此托辊的选择非常重要，对占输送机总成本25%以上的输送带的寿命起着关键作用。如果托辊选择不当，将直接影响带式输送机运行的可靠性和运行成本。选择托辊主要考虑以下三个参数：一是托辊径向跳动量，二是托辊的灵活度，三是托辊的轴向窜动量。托辊径向跳动量在国家规定的跳动量的范围内，可以保持胶带机平稳运行，否则就会使得带式输送机胶带共振跳动，造成物料抛洒，污染环境；在带式输送机运行过程中，托辊的灵活度是非常重要的，如果托辊灵活度不好，旋转阻力系数高的时候，整个胶带输送机系统就得付出更大的动力，消耗更多的电力，有时还会造成胶带撕裂、电机烧毁的情况，甚至可能会引起火灾。所以，选用旋转阻力系数低的托辊是带式输送机选型的重点。

二、软启动装置的选型

软启动技术是指带式输送机驱动系统在满负荷情况下，能够克服系统的惯性而平稳地启动或停车。这一技术可以有效地减轻启动时电动机对机械传动系统和输送带的冲击，从而延长减速器和输送带等关键部件的使用寿命，同时还能大大减小启动电流对电动机的冲击负荷以及对电网的影响，起到节能降耗的作用。目前，煤矿常用的带式输送机的软启动装置有调速型液力偶合器、变频调速驱动装置、CST可控驱动装置等，各种软启动装置各有千秋，煤矿企业可以根据自身的特点进行选择和利用。

2.1调速型液力偶合器。调速型液力偶合器以液体为介质，通过电控系统调节勺管的移动，改变传递动力液体的流量，达到改变输送机的速度。其优点是能够隔离扭振，减缓冲击，防止动力过载，保护电机、工作机不会因过载而损坏；用于多机9动时，能协调功率平衡，减少电网冲击电流；简化了电器设备，结构简单，运行费用低，安全可靠；无机械磨损，能在环境恶劣条件下工作，无需特殊维护，使用寿命长。其缺点是：其动力传递特性是非线性的，不够准确；功率损耗大。综合以上因素，对多数带式输送机，特别是大型带式输送机，其启动控制性能完全可以满足要求，是带式翰送机首选的可控启动动方案。

2.2变频调速驱动装置。变频调速驱动带式输送机可以根据输送物料数量的多少自动调整运行速度，因而节能效果明显，设备使用寿命期长。目前，煤矿主斜井带式输送机，特别是250kW以上大功率和多机驱动的带式输送机，大多选用的都要是该驱动装置。但是，变频调速驱动装置投资成本比较高，在选型时需要进行有成本效益比较。

三、带式输送机的托辊设计选型

带式输送机的设计通常包含初步设计和施工设计两个方面，前者主要是理论上的分析与选型，重点在于确定合理的运行参数，完成机械电气宏观设计。

3.1设计基础数据

首先先确定一组原始设计资料，运量Q=900t/h，远距L=497.5m，倾角=10.6，原煤块度amax=300mm，原煤松散密度=0.9t/m3.

3.2输送带设计选型

带式输送机的输送带既是承载构件优势牵引构件，因此输送带不仅要达到强度要求，还必须达到耐磨和耐疲劳以及阻燃性等其他特殊要求。输送带选型将直接影响带式输送机的投资规模和运行成本，决定带式输送机运行的可靠性与安全性。输送带选型主要关注以下三个方面，其一，带速，这是输送机的重要参数，其基本原则如下，长距离和大运量的输送机可选择高带速，倾角大，运距短的输送机带速宜小，下运相对上运带式输送机带速低，粒度大，琢磨性大、易粉碎和易启尘的物料宜选用较低带速，卸料车卸料时带速不宜超过2.5m/s，犁式卸料器卸料时，不宜超过2m/s，输送成件物品时，带速不得超过1.25m/s，其二，带宽，这是满足设计运输能力的重要参数，通过对输送带运行速度、倾角系数、物料散状密度等条件综合选择带宽。其三，输送带种类，需要根据不同的工况和需求，合理选择，煤矿矿井输送到以PVC整体带芯阻燃带为宜。

3.3托辊的选择计算

托辊主要分为承载托辊、回程托辊、缓冲托辊与调心托辊，其安装形式与结构主要取决于输送机的类型与所运物料的性质。其中，承载托辊安装在有载分支上，以支承输送带与物料，回程托辊安装在空载分支上，主要起到支承输送带的作用，缓冲托辊大多安装在输送机的装载点上，以减轻物料对输送带的冲击。各种类型的托辊在带式输送机中相互协调，共同构成了安全可靠的输送系统。根据不同类型的托辊，需要确定其直径和质量，以及间距的选择。根据设计数据，参照输送带的宽度，托辊组中的托辊数和布置方式，查设计手册可确定槽形托辊的长度L=465mm，直径D=133，并选用6305/C4轴承，以提高托辊质量，托辊间距必须满足轴承的承载能力和输送带的下垂度这两个基本的条件。

带式输送机的最主要部分就是托辊和皮带，通过上文的论述，基本上能够明确托辊选型及皮带选择的基本思路和步骤，为后续施工设计和电气设计奠定基础。

结束语

综上所述，煤矿井下带式输送机是矿业部门井下生产作业中不可或缺的重要工具，在井下输送工作中发挥着关键的作用，因此，如何结合企业自身的条件进行科学合理的选型是十分重要的。

参考文献：

[1]丰尚奇.浅谈带式输送机托辊选用与运转应注意的几个问题[J].煤矿机械，2002（5）：69-70.

[2]董大仟，何青.托辊间距的选择对带式输送机功率的影响[J].煤矿机械，2008，29（4）：66-68.

[3]马爱花，兰峰.带式输送机托辊的选用与使用中应注意的问题[J].煤矿机械，2008，29（12）：166-168.