天門帶式輸送機(jī)托輥間距的合理確定

李福固

(兗州礦區(qū)職工大學(xué) , 山東 鄒城 273500)

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摘    要 : 通過對帶式輸送機(jī)托輥間距的現(xiàn)狀進(jìn)行分析 ,論證了合理確定托輥間距的必要性 ,探討了托輥間距合理確定的方法及優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞 : 帶式輸送機(jī); 輸送帶; 托輥; 托輥間距; 張力

中圖號 :  TH222                                                                   文獻(xiàn)標(biāo)識碼 : A

1         引言

在帶式輸送機(jī)中,托輥用于支承輸送帶和貨載 , 并使輸送帶的垂度不超過限定值。托輥的數(shù)量對于帶式輸送機(jī)的正常使用、平穩(wěn)運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用、功率消耗、整機(jī)價格有重要影響。因此 ,如能對托輥間距進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和布置 ,可減少托輥用量 ,降低整機(jī)價格 ,減少投資、營運(yùn)及維護(hù)費(fèi)用 ,節(jié)約能源 ,并帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

2         托輥間距的現(xiàn)狀及其分析

國產(chǎn)帶式輸送機(jī)托輥間距通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定 ,或通過輸送帶最小張力設(shè)計(jì)計(jì)算托輥間距。

211          根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)確定

我國目前采用的DT Ⅱ型帶式輸送機(jī)規(guī)定的托輥間距為:

(1)  當(dāng)運(yùn)輸物料的松散密度 γ ≤1 600 kg/ m3時 ,承載托輥間距取 112 m ;

(2)  當(dāng)運(yùn)輸物料的松散密度 γ > 1 600 kg/ m3時 ,承載托輥間距取 110 m ;

(3)  對于鋼繩芯帶式輸送機(jī) , 承載托輥間距一般取115 m ;(4)   回程托輥間距一般取 310 m。

實(shí)踐證明 ,由于上述數(shù)據(jù)是根據(jù)廠家所提供的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定 ,與實(shí)際工況可能存在很大差別。

212          根據(jù)最小張力確定托輥間距

根據(jù)逐點(diǎn)計(jì)算法,首先分別計(jì)算出輸送機(jī)承載段和空載段的最小張力值 ,由公式即可計(jì)算出承載托輥間距和回程托輥間距的理論更大值。

β———輸送機(jī)運(yùn)輸傾角 , (°) 。

根據(jù)計(jì)算值 , 并考慮各種實(shí)際因素 , 可確定托輥間距。

213          現(xiàn)狀分析

以上兩種方法 , 其基本原理都是按承載段或回程段最小張力點(diǎn)的輸送帶張力確定托輥間距 , 在整個輸送機(jī)長度上 , 分別采用統(tǒng)一的托輥間距。這樣雖可簡化設(shè)計(jì)和制造工藝 , 但沒有根據(jù)輸送帶在輸送機(jī)長度上張力的變化及托輥的受力情況 , 合理確定托輥間距。對于短運(yùn)距帶式輸送機(jī)的影響不大 , 但對于長運(yùn)距帶式輸送機(jī) , 則會大大增加托輥數(shù)量 , 從而使設(shè)備造價較高 , 運(yùn)行阻力、功率消耗、維護(hù)費(fèi)用等都會大量增加 , 因此很不合理。

3     托輥間距的合理計(jì)算

帶式輸送機(jī)在整個運(yùn)輸長度上 , 輸送帶張力是連續(xù)變化的。合理的托輥間距應(yīng)在滿足托輥承載能力及壽命要求、輸送帶下垂度要求的條件下 , 根據(jù)該處輸送帶張力的大小 , 來確定托輥間距。如在德國有一條 10 km 長的帶式輸送機(jī) ,在全長 3/ 4 的區(qū)段 ,承載托輥間距達(dá) 4 m ,回程托輥間距達(dá) 8 m ,因而大大減少了托輥用量。

在設(shè)計(jì)時 ,托輥間距應(yīng)同時滿足 2 個條件: (1) 托輥承載能力及使用壽命要求; (2) 保證輸送帶適當(dāng)?shù)南麓苟取?/p>

311 根據(jù)托輥承載能力及使用壽命確定托輥間距

托輥的承載能力及使用壽命取決于物料的特性、單位長度輸送帶及貨載的質(zhì)量 ,托輥間距、帶速、

承載托輥間距 a0

回程托輥間距 au

          Sminzh               

5 ( q  +  qd)  gncosβ

     Smink       

5 qd gncosβ

(1)

(2)

輥徑、輥?zhàn)虞S承和運(yùn)行工況等因素 ,可由其動載和靜載分別計(jì)算如下:

(1)     承載托輥間距

式 中 S

minzh

———承載段輸送帶最小張力值 ,N ;

       [ p0 ]      

0            e ( q + qd) gn

(3)

Smink ———回程段輸送帶最小張力值 ,N ; qd ———單位長度輸送帶的質(zhì)量 ,kg/ m ; q ———單位長度貨載的質(zhì)量 ,kg/ m ;

按動載計(jì)算 a0

            [ p0 ]             e ( q + qd) gn f s f d f a

(4)

· 8  ·                          煤    礦    機(jī)    械                              2002 年第 2 期

式中  [ p0 ] ———承載托輥的輥?zhàn)宇~定承載能力 ,N ;

e ———輥?zhàn)虞d荷系數(shù);

f s ———運(yùn)行系數(shù) ;

f d ———沖擊系數(shù) ;

f a ———工況系數(shù)。

以上各系數(shù)均可從有關(guān)資料上查得。

承載托輥間距取式(3) 、式 (4)  計(jì)算出較小值 , 即可滿足承載段承載能力的要求 ,并保證托輥的使用壽命高于 30 000 h。

(2)     回程托輥間距

按靜載計(jì)算 a   ≤ [ p0 ]                                   (5)

d    n

量減少托輥用量。

313          托輥間距的合理確定

根據(jù)以上的計(jì)算結(jié)果 , 可選取較小值確定托輥間距;同時 , 還要綜合考慮其他因素的影響 , 如物料性質(zhì)、輸送帶寬度、輸送機(jī)傾角、實(shí)際運(yùn)行情況等。輸送機(jī)較長時 , 可分段確定托輥間距。

314          優(yōu)越性分析

通過對帶式輸送機(jī)托輥間距的合理確定及優(yōu)化布置 , 可大大減少托輥用量 , 其優(yōu)越性是非常明顯的。

(1)    托輥成本約占輸送機(jī)成本的 30 % , 如果托輥數(shù)量減少一半 , 成本約降低 15 % 。因此將會大幅

按動載計(jì)算 au

≤   [ p0 ]       eqd gn f s f d f a

(6)

度減少投資。

(2)    托輥數(shù)量減少 , 使輸送機(jī)運(yùn)行阻力降低 , 功

回程托輥間距取式(5) 、式(6) 計(jì)算出的較小值即可滿足回空段承載能力的要求 ,并保證托輥的使用壽命高于 30 000 h。

312 根據(jù)輸送帶下垂度確定托輥間距

輸送帶下垂度取決于托輥間距、該處的輸送帶張力、單位長度輸送帶和貨載的質(zhì)量等因素 ,一般要求比較合適的輸送帶下垂度為 1 % ,計(jì)算如下:

率消耗減小 , 節(jié)約電能。

(3)    由于帶式輸送機(jī)托輥用量很大 , 且易出現(xiàn)故障 , 故減少托輥用量 , 使維護(hù)工作量和費(fèi)用降低。

(4)    延長輸送帶使用壽命 , 降低輸送帶跑偏率 ,

提高運(yùn)行可靠性。

參考文獻(xiàn) :

[ 1 ] 楊林 1 長距離帶式輸送機(jī)的托輥間距優(yōu)化[J ]1 礦山機(jī)械,2001 ,

(1)        承載托輥間距 a0

(2)        回程托輥間距 au

      8 Fk        ( q + qd) gn

≤8 Fk

qd gn

(7)

(8)

(3) :46 —471

[ 2 ] 機(jī)械工業(yè)部北京運(yùn)輸機(jī)械研究所 1DTⅡ型固定式帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)選用手冊[ M]1 北京:冶金工業(yè)出版社,19941

[ 3 ] 楊復(fù)興 1 天門膠帶輸送機(jī)結(jié)構(gòu)、原理與計(jì)算[ M]1 北京:煤炭工業(yè)出版

式中   F ———該處輸送帶張力 ,N ;

社,19901

[ 4 ] 于學(xué)謙 1 礦山運(yùn)輸機(jī)械[ M]1 徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,19891

k ———輸送帶下垂度 , 一般取 k  = 0101 。                                               

由式(7) 、式(8) 可知 , 在 q 、qd 和 k 一定的情況下 , 托輥間距取決于該處輸送帶張力的大小。為滿足下垂度要求 , 張力較小的區(qū)段采用較小的托輥間距 , 張力較大的區(qū)段可采用較大的托輥間距 , 這樣可大

作者簡介 : 李福固(1969 - ) ,山東鄒城縣人,1991 年畢業(yè)于原山東礦業(yè)學(xué)院,現(xiàn)從事礦山機(jī)械的科研及教學(xué)工作,已發(fā)表論文數(shù)篇。

收稿日期 :2001208231