1、1长距离大运量带式输送机的优化设计及改进措施摘要：针对山西西山某公司的长距离大运量带式输送机，介绍了带式输送机的布置方案、设计计算和选型，及其应用。解决了卷带过程中输送带跑偏问题，提高了卷带效率，根据重载滚筒受力特点进行有限元分析，优化了滚筒结构，提高了滚筒筒体刚度，将环形焊缝避开了应力集中区，提高了重载滚筒的安全性和使用寿命。 关键词：长距离大运量 带式输送机 跑偏 卷带 滚筒 1 长距离大运量带式输送机设计计算 胶带缠绕示意图 1.1 基本参数 物料：原煤 堆积密度：1.1t/m3 动堆积角：20 粒度：300mm 带宽：B=1600mm 带速：V=4m/s； 运量：Q=3500t/h 运
2、距：L=4200m 储带长度：140m 1.2 预选条件 1.2.1 胶带 PVG2000S 上胶层 3mm，下胶层 2mm，厚度 17mm，重量 22kg/m2，抗拉强度：纵向 2000N/mm，横向 400N/mm。 1.2.2 托辊 159（307）上托辊 L=600mm，下托辊 L=900mm；上托辊间距21.5m，三托辊品字形布置 35，下托辊间距 3m，二托辊 V 形布置 10；上托辊 L=600mm，转动部分质量 12.97kg/件；下托辊 L=900mm，转动部分质量 18kg/件。模拟摩擦系数选 0.025。 1.2.3 滚筒 滚筒和皮带摩擦系数 0.4；滚筒直径 1030，
3、包角 210；1 点为最小张力点，7 点为最大涨力点。 1.3 圆周力及功率计算 圆周力 F=381464N，轴功率 P=1503 KW，电动功率 P=2036KW，传动效率 0.9，电压降与多机不平衡系数 0.94，备用系数 1.1。 选择两滚筒传动，功率配比为 1：1，决定选用 4 台 500KW 电机。 1.4 张力计算 1.4.1 根据传动条件 功率配比：1：1，摩擦系数：=0.4； 传动滚筒圆周力： F1=187973.6N； 传动滚筒围包角：=210； 传动滚筒圆周力： F2=187973.6N； 传动滚筒围包角：=210； 动载荷系数：Ka=1.3； 对传动滚筒：S1min=73
4、334.5N； 对传动滚筒：S2min=73334.5N； 所以按传动条件，最小张力应大于 73334.5N。 1.4.2 按垂度条件 3对承载分支：S12min=51181.6N，对回空分支：S11min=12949.2N，所以按垂度条件，最小张力应大于 51181.6N 回空分支各项阻力总和：F3=49928.7N，主要阻力：FH3=47828.7 N，倾斜阻力：FST3=0。 综上计算最小张力为：S2min=73334.5N，承载分支各项阻力总和：F4=313719.2N。 主要阻力：FH4=311750.4N，倾斜阻力：FST3=0。 1.4.3 各特征点张力的确定 S1=73334.
5、5N S2=87565.3N S3=137493.9N S4=141618.8N S5=455338.0N S6=468998.1N S7=73334.5N S8=483068.0N 最大张力：Smax=483068.0N 1.5 输送带强度校核 输送带安全系数：SA=7.1，所以 PVG2000 胶带符合要求。 1.6 拉紧力及拉紧行程 拉紧力：Fsp=474358N，需涨紧力达 500kN 涨紧装置。 拉紧行程：Lsp=89.2m。 1.7 托辊受力 上托辊静载计算： P0=0.81.2（243+32）9.8=2587.2N； 下托辊静载计算：P0=0.633329.8=539N； 4上托
6、辊动载计算： P0=2587.21.21.211.10=4133N； 下托辊动载计算：Pu=5931.21.1=783N； 2 设计方案说明 2.1 总体布置设计方案 总体布置采用机头 4500KW 集中驱动。 2.2 变频器设计方案 本机设计采用矿用隔爆兼本质安全型变频调速器，能够实现带式输送机优越启动、停车及多机功率平衡功能。 2.3 电机设计方案 电机防爆变频电动机，功率 500KW，外壳防护等级不低于 IP55，绝缘等级不低于 H 级，具有三相绕组温度保护。 2.4 减速机设计方案 减速器选用型号为 H2SH14+FAN，速比 i=20，平行轴布置。 2.5 联轴器设计方案 联轴器选用
7、带涨紧套的蛇型弹簧联轴器，型号为：高速联轴器选用1110TBW；低速联轴器选用 1190H-SLD。 2.6 制动系统 选用型号为：BYWZ5-500/201，安装于电机和减速机中间。 2.7 滚筒设计方案 主滚筒直径选用 1030mm，铸焊结构，满足使用强度要求，采用自动焊接。滚筒胶面陶瓷包胶，胶料具有阻燃、抗静电功能，厚度不小于515mm。传动滚筒采用外置轴承，轴承座为分体结构，轴与接盘连接采用涨套连接方式，传动滚筒轴承留有温度测试点，并且装设温度传感器（PT100） ，结构为双出轴，满足驱动装置左右互换。轴径大于 200 的改向滚筒全部采用胀套连接，铸焊结构。 2.8 托辊设计方案 托辊
8、直径为 159mm，托辊轴选用 42 热轧圆钢进行加工，轴承采用托辊专用大游隙轴承。 2.9 机架设计方案 2.9.1 采用独立的卸载三角架结构。国产化设计卸载部大多采用伸出梁结构。在长距离、大运量带式输送机受力要求下，明显刚度不足，我们设计时采用独立的三角架结构受力合理、稳定性好。 2.9.2 传动机架采用倒 T 型整体框架结构。该结构两个传动滚筒均与胶带的干净面接触，减少了传动滚筒因粘煤引起的胶层磨损，同时二驱动滚筒间距达 15000mm，减少了胶带的弯曲应力，保护胶带。 2.9.3 驱动底座采用大箱体结构。驱动底座设计成整体大箱体结构，刚度大、强度高、不易变形、焊后整体加工，在装和减速器
9、安装孔前后左右均设计顶丝板，便于安装找正，在底部四角也设计四个螺纹孔，便于整体地面找平。 2.9.4 贮带仓刚性结构及有效防止游动小车跑偏机制。储带仓底座采用前后贯通的两根40 槽钢作为主架及游动小车轨道，强度和刚度完全满足要求。游动小车及托辊小车车轮同一侧采用带“V”形槽车轮，同时轨道面一侧焊反 V 形导轨作为定位轨道，且车轮上下设有止爬轮，左右设有导轮，保证游动小车不掉轨。 62.9.5 巷道起伏不平的可调装置。储带仓的支脚设有多孔，通过螺栓调节螺孔位置，可适应局部起伏不平的巷道地形，使游动小车轨道保持在同一水平上。 2.10 创新的全液压涨紧卷带装置 液压卷带装置是我公司为本机配制的最新
10、研发的产品，用于工作面顺槽带式输送，卷带装置独立使用一台液压泵站，置于贮带仓架后方，纵向长度为 9200mm，可极大提高工作效率，降低工人劳动强度，提带式输送机可靠性，保证安全生产。 2.11 快装机身 本机的设计采用快装结构，纵梁与支腿、纵梁和 H 架的连接采用“E”型销。 3 提高整机性能的改进措施 根据我公司设计、生产、制作和调试三条 DSJ160/350/ G3500+3500 可伸缩带式输送机的经验，有针对性的作了以下改进： 3.1 清扫器 机头部、卸载部各加一套重型清扫器，保证清煤效果，有效防止胶带回煤。 3.2 张紧小车 张紧小车机身加强，张紧横梁制作成方箱梁结构，采用整体腹板，
11、增加其防扭转刚度，防止张紧横梁产生变形。机架加长，并在后部两改向滚筒间加装了防跑偏挡辊，有效解决张紧小车内胶带跑偏和机架刮胶7带问题。 3.3 上、下防跑偏立辊 重新设计了上、下防跑偏立辊，立辊直径由原来的 60mm 增加至89mm，轴承采用 306KA 大游隙托辊专用轴承，全部安装于纵梁上，增加其刚度的同时，更加有效地防止胶带跑偏。 4 结束语 随着大型高产高效矿井的开发，长距离、大运量、大功率输送设备的需求量越来越大，短距离带式输送机已不能满足高产高效矿井对煤炭大输送量的要求，必须设计开发长运距、大运量的可伸缩带式输送机，以保证带式输送机高效、快捷和畅通的运输。 参考文献： 1北京.起重机械研究所编 DT型固定带式输送机设计选用手册M.北京.治金工业出版社，1995. 2宋伟刚编.特种带式输送机设计M.北京.机械工业出版社，2007. 3中华人民共和国煤炭部编.中华人民共和国煤炭行业标准.MT/ T1099-2009 矿用变频调速装置S. 4程俊萍编.自动液压拉紧装置的研究开发J.机械工程与自动化，2011（05）.
