普通帶式輸送機(jī)由于受到物料與輸送帶摩擦系數(shù)的限制，其傾角不能過大，一般最大只能達(dá)到18～20°。提高輸送機(jī)傾角的方法有采用深槽型托輥組、圓管輸送機(jī)、壓帶式輸送機(jī)、花紋輸送帶式輸送機(jī)、波紋擋邊帶式輸送機(jī)等。本文探討的是普通帶式輸送機(jī)大傾角安全輸送的設(shè)計(jì)措施。
1、大傾角安全輸送的設(shè)計(jì)措施
隨著帶式輸送機(jī)驅(qū)動方式等技術(shù)的不斷發(fā)展，新技術(shù)、新設(shè)備在帶式輸送機(jī)生產(chǎn)制造行業(yè)的應(yīng)用及帶式輸送機(jī)技術(shù)理論的不斷完善和發(fā)展，普通帶式輸送機(jī)的最大輸送傾角也在不斷的加大。
下面是為實(shí)現(xiàn)普通帶式輸送機(jī)大傾角安全可靠運(yùn)行在設(shè)計(jì)方面采取的幾項(xiàng)措施。
1.1防滾料及滑料的設(shè)計(jì)措施
重載啟動、運(yùn)行及停車過程中，上層大塊物料由于機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生震動時(shí)滾落、物料層間相對滑動及物料層與輸送帶表面間相對滑動等技術(shù)難題，是大偵角輸送中首先需要解決的問題，主要措施如下：
(1)軟啟動、軟制動。由于帶式輸送機(jī)傾角大，特別是運(yùn)輸距離長，當(dāng)它帶載啟、制動不當(dāng)時(shí)，輸送帶在加速度過大或速度變化過程中過度不平滑，在加速過程中輸送帶的抖動和喘息都會造成輸送帶上的大塊物料滾落、物料層間相對滑動及物料層與輸送帶間相對滑動等現(xiàn)象，進(jìn)而可能造成事故，并給帶式輸送機(jī)系統(tǒng)造成嚴(yán)重?fù)p害。
帶式輸送機(jī)軟啟動能夠使帶式輸送機(jī)按照所需要的加速度曲線和起動時(shí)間進(jìn)行起、制動，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，減少對物料、設(shè)備和輸送帶的沖擊。目前帶式輸送機(jī)軟啟動方式及裝置有3種：①液體粘性軟啟動裝置，如澳大利亞的BOSS系統(tǒng)，美國的CST、山東科技大學(xué)的液粘軟啟動器等；②液力型軟啟動裝置，如調(diào)速型液力偶合器、加長后輔腔型液力偶合器等；③電氣型軟啟動裝置，如變頻調(diào)速、可控硅控制開關(guān)磁阻啟動等。
帶式輸送機(jī)軟制動，與普通制動相比，具有制動力和制動時(shí)間可調(diào)，甚至可以做到程控可調(diào)，尤其應(yīng)具有制動力隨時(shí)間變化的快慢可控的特點(diǎn)。目前常用的幾種制動裝置形式有：高速軸盤式制動器、液力制動器降速配機(jī)械閘停車、液壓制動裝置、低速軸盤式制動器等。
(2)深槽型四節(jié)輥托輥組作為承載托輥組。
①托輥布置。承載托輥組采用等長4節(jié)雙列深槽型托輥組，內(nèi)側(cè)兩組及外側(cè)兩組托輥的傾角分別是25°、50°，用來增大物料與物料間、物料與膠帶間的側(cè)向擠壓力。為保證輸送帶具有良好的成槽性，特別是輸送帶較厚時(shí)，四節(jié)輥的布置應(yīng)使輸送帶成槽的半徑盡可能大。
②托輥支架。托輥支架在30°角的坡度上使用時(shí)，由于輸送帶、物料及托輥組自重等重力作用使托輥支架承受相當(dāng)大的扭轉(zhuǎn)力矩，設(shè)計(jì)中采用雙排列型式的支架，會使支架具有足夠的抗扭轉(zhuǎn)剛度，保證運(yùn)行過程中不產(chǎn)生顫動。
(3)凹花紋輸送帶作為牽引輸送帶。帶人字型凹花紋的鋼芯輸送帶，即不影響輸送帶成槽，又能起到一定的阻止物料與物料間、物料與輸送帶間相對滑動的作用。
但凹型淺花紋鋼絲繩芯輸送帶凹槽易粘物料，普通輸送帶輸送機(jī)的清掃裝置無法滿足使用要求。為此在承載輸送帶帶面設(shè)有兩級清掃器，第一級為彈簧刮板清掃器，第二級為滾涮清掃器。彈簧刮板清掃器用于清掃粘結(jié)在輸送帶表面的物料，滾涮清掃器用于清掃輸送帶表面及凹槽里的物料粉。滾涮清掃裝置采用獨(dú)立電動機(jī)驅(qū)動滾涮旋轉(zhuǎn)。
1.2防輸送帶逆轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì)措施
在大傾角向上輸送時(shí)，物料由于停機(jī)而有向后倒轉(zhuǎn)的趨勢，即使逆轉(zhuǎn)力矩不很大，但一旦逆轉(zhuǎn)，物料在重力加速的作用下，會造成物料在輸送機(jī)尾部堆積、帶式輸送機(jī)飛車、機(jī)械嚴(yán)重破壞、輸送帶損壞等事故。為解決此問題，主要措施如下：
(1)逆止器。逆止器是防止?jié)L筒反轉(zhuǎn)的機(jī)械設(shè)備。
(2)制動器。設(shè)制動器是為了實(shí)現(xiàn)制動逆止雙保險(xiǎn)。
(3)逆止托輥。逆止托輥是單方向旋轉(zhuǎn)托輥。當(dāng)滿載停車時(shí)，由于承載段的物料具有較大的下滑力，致使輸送帶在頭部處于高張力作用。停車狀態(tài)下，承載輸送帶在自重及物料重力的作用下與承載逆止托輥表面產(chǎn)生靜摩擦，靜摩擦力緩解了輸送帶在機(jī)頭部的最大張力，同時(shí)也給輸送帶維護(hù)工作帶來方便，
1.3安全防護(hù)機(jī)械措施
為使帶式輸送機(jī)正常運(yùn)行不會對設(shè)備維護(hù)人員帶來安全隱患而采取的機(jī)械防護(hù)措施：
(1)頭部高擋板。在輸送機(jī)頭部，托輥組的槽角由250、500逐漸過渡到00，此時(shí)輸送帶上的物料處在不穩(wěn)定狀態(tài)，隨時(shí)會有滾料現(xiàn)象發(fā)生。對此，在帶式輸送機(jī)頭部變槽角處，設(shè)計(jì)一組高擋板，隨物料斷面的展開，高擋板的開口也不斷加寬以適應(yīng)其變化，擋板兩側(cè)設(shè)有可調(diào)節(jié)高度并可更換的阻燃橡膠板。
(2)壓擋裝置。壓擋裝置（如圖2）由壓帶擋偏裝置、擋板裝置和機(jī)架組成，在帶式輸送機(jī)上約每20m設(shè)一組。帶式輸送機(jī)的防跑偏主要靠托輥組的前傾，當(dāng)輸送帶一旦跑偏時(shí)，壓帶擋偏裝置能使輸送帶靠機(jī)械自動糾偏；擋板裝置主體是阻燃橡膠擋板，橡膠擋板安裝在定位轉(zhuǎn)動軸上，擋板的弧形與托輥組成槽弧形吻合，當(dāng)輸送帶上的物料隨輸送帶一起向上運(yùn)行時(shí)，擋板打開；當(dāng)有物料塊向下滾動或滑動時(shí)，擋板阻止其下滑，從而實(shí)現(xiàn)物料的單向通過，避免滾料現(xiàn)象發(fā)生。
1.4便于調(diào)試、安裝及維護(hù)的設(shè)計(jì)
在帶式輸送機(jī)傾角很大，人在斜面上站立很困難時(shí)，為了安裝調(diào)試設(shè)備，必須采取一定的措施。
(1)托輥組。承載托輥組采用4節(jié)輥雙列型式，在兩邊輥的外側(cè)支柱安裝托輥軸位置設(shè)有3個(gè)U型卡槽，調(diào)試過程中如果輸送帶跑偏，根據(jù)跑偏方向，只需將托輥稍抬起掛到相應(yīng)的槽中即可。
回程托輥采用雙節(jié)輥式，呈V型布置，即可提高托輥的剛度又可在下輸送帶跑偏時(shí)調(diào)整前傾角度。托輥支承直接設(shè)在支腿上。V型托輥的兩邊支承上設(shè)有3個(gè)U型托輥軸卡槽，調(diào)試方法與承載托輥組相同。
(2)中部機(jī)架。為便于安裝，設(shè)計(jì)的中間架長度為3m，中間架設(shè)有與托輥組支架、支腿聯(lián)接孔，中間架之間也采用螺栓聯(lián)接。
2、工程實(shí)踐
登封登槽集團(tuán)金嶺物料礦大傾角主井輸送帶運(yùn)輸機(jī)，最大傾角31.50。
帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)基本參數(shù)：運(yùn)輸能力300 t/h、巷道傾角有28 - 31.5。的起伏，總的提升高度562 m，水平運(yùn)距1100 m、物料的粒度一般在0～150 mm，極少有大塊，物料的安息角約45—500。
根據(jù)上述條件，設(shè)計(jì)確定：膠帶機(jī)帶寬1 200 mm；帶速2.5 m/s；電機(jī)功率2×500 kW；凹花紋鋼絲繩芯輸送帶ST4000。
液粘軟啟動裝置：它是一種機(jī)電液一體化可控傳動裝置，具有多機(jī)功率平衡、加減速度控制、輸出速度穩(wěn)定、無級變速、過載自動保護(hù)等功能。液體粘性軟啟動裝置是利用液體的粘性及油膜剪切來傳遞力，通過調(diào)節(jié)油膜厚度來改變傳遞力的大小，從而達(dá)到無級調(diào)速的目的。它由工作部分及控制部分組成。工作部分主要由主、被動摩擦盤組成。在主被動摩擦盤間分布著用來傳遞力矩的工作介質(zhì)，即油膜。力矩由主動軸傳遞給主動摩擦盤，再通過油膜傳給被動摩擦盤，由被動摩擦盤傳給被動軸，使力矩輸出。控制部分由電液比例溢流閥、執(zhí)行器、傳感器組成。在啟動及正常停車過程中，電液比例溢流閥根據(jù)系統(tǒng)指令控制油腔的壓力，使執(zhí)行器改變主、被動摩擦盤的間距，從而改變之間的油膜厚度，實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，使加、減速度得到控制，輸出速度穩(wěn)定。液粘軟啟動裝置具有蓄能裝置，系統(tǒng)一旦失電，貯存的能量釋放，高壓油腔的油壓能保持一段時(shí)間，使主、被動摩擦盤不會立即脫開，可延長停機(jī)時(shí)間。
逆止器：2套逆止器，設(shè)在減速器低速軸上。
制動器：2套液壓盤式制動器，設(shè)在傳動滾筒的筒皮上，使制動更可靠。接到制動指令后，制動器可根據(jù)實(shí)際情況延時(shí)制動，當(dāng)輸送帶速度降到零速度之前液壓盤式制動器上閘，在逆止器作用之前首先起到防逆止作用，從而實(shí)現(xiàn)制動逆止雙保險(xiǎn)；在失電情況下制動器蓄能釋放，可延長上閘功時(shí)間。
前面論述的其它帶式輸送機(jī)大傾角安全輸送的措施全部實(shí)行。
目前，該帶式輸送機(jī)在金嶺物料礦已正式投入運(yùn)行，運(yùn)行平穩(wěn)、噪音低、安全可靠。
該帶式輸送機(jī)成功使用創(chuàng)造了國內(nèi)普通帶式輸送機(jī)3項(xiàng)之最：
(1)帶式輸送機(jī)單機(jī)提升高度之最(562 m)；
(2)帶式輸送機(jī)傾角之最（最大3150）
(3)深槽型帶式輸送機(jī)帶強(qiáng)之最（4 000 N/mm）
因此該帶式輸送機(jī)的成功運(yùn)行，對國內(nèi)大傾角長距離輸送帶輸送機(jī)的理論研究和實(shí)際應(yīng)用起到了一定的推動作用。
相關(guān)輸送機(jī)產(chǎn)品：
1、皮帶輸送機(jī)
2、斗式提升機(jī)
3、刮板輸送機(jī)
