帶式輸送機(jī)是目前在各行業(yè)中廣泛應(yīng)用的運(yùn)輸設(shè)備。在礦山、碼頭、物料炭等行業(yè)中，因其運(yùn)量大、運(yùn)輸效率高的優(yōu)點(diǎn)擔(dān)負(fù)著大部分甚至是全部的原料運(yùn)輸任務(wù)。很多時(shí)候，因受地質(zhì)條件、工業(yè)場(chǎng)地布置等因素影響，帶式輸送機(jī)需要大傾角輸送。大傾角帶式輸送機(jī)以占地面積小、運(yùn)送效率高的特點(diǎn)，得到業(yè)主和設(shè)計(jì)者的青睞。
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(guò)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(dòng)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(dòng)、運(yùn)行及停車過(guò)程中，上層大塊物料由于機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生震動(dòng)時(shí)滾落、物料層間相對(duì)滑動(dòng)及物料層與輸送帶表面間相對(duì)滑動(dòng)等技術(shù)難題，是大偵角輸送中首先需要解決的問(wèn)題，主要措施如下：
(1)軟啟動(dòng)、軟制動(dòng)。由于帶式輸送機(jī)傾角大，特別是運(yùn)輸距離長(zhǎng)，當(dāng)它帶載啟、制動(dòng)不當(dāng)時(shí)，輸送帶在加速度過(guò)大或速度變化過(guò)程中過(guò)度不平滑，在加速過(guò)程中輸送帶的抖動(dòng)和喘息都會(huì)造成輸送帶上的大塊物料滾落、物料層間相對(duì)滑動(dòng)及物料層與輸送帶間相對(duì)滑動(dòng)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(dòng)能夠使帶式輸送機(jī)按照所需要的加速度曲線和起動(dòng)時(shí)間進(jìn)行起、制動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，減少對(duì)物料、設(shè)備和輸送帶的沖擊。目前帶式輸送機(jī)軟啟動(dòng)方式及裝置有3種：①液體粘性軟啟動(dòng)裝置，如澳大利亞的BOSS系統(tǒng)，美國(guó)的CST、山東科技大學(xué)的液粘軟啟動(dòng)器等；②液力型軟啟動(dòng)裝置，如調(diào)速型液力偶合器、加長(zhǎng)后輔腔型液力偶合器等；③電氣型軟啟動(dòng)裝置，如變頻調(diào)速、可控硅控制開(kāi)關(guān)磁阻啟動(dòng)等。
帶式輸送機(jī)軟制動(dòng)，與普通制動(dòng)相比，具有制動(dòng)力和制動(dòng)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(dòng)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(dòng)裝置形式有：高速軸盤(pán)式制動(dòng)器、液力制動(dòng)器降速配機(jī)械閘停車、液壓制動(dòng)裝置、低速軸盤(pán)式制動(dòng)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(zhǎng)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(lái)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(huì)使支架具有足夠的抗扭轉(zhuǎn)剛度，保證運(yùn)行過(guò)程中不產(chǎn)生顫動(dòng)。
(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(duì)滑動(dòng)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(wú)法滿足使用要求。為此在承載輸送帶帶面設(shè)有兩級(jí)清掃器，第一級(jí)為彈簧刮板清掃器，第二級(jí)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)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(shì)，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(huì)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(wèn)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(dòng)器。設(shè)制動(dòng)器是為了實(shí)現(xiàn)制動(dòng)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(lái)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(huì)對(duì)設(shè)備維護(hù)人員帶來(lái)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(guò)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(huì)有滾料現(xiàn)象發(fā)生。對(duì)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(kāi)，高擋板的開(kāi)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(dòng)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(dòng)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(kāi)；當(dāng)有物料塊向下滾動(dòng)或滑動(dòng)時(shí)，擋板阻止其下滑，從而實(shí)現(xiàn)物料的單向通過(guò)，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(guò)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(zhǎng)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(dòng)裝置：它是一種機(jī)電液一體化可控傳動(dòng)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(wú)級(jí)變速、過(guò)載自動(dòng)保護(hù)等功能。液體粘性軟啟動(dòng)裝置是利用液體的粘性及油膜剪切來(lái)傳遞力，通過(guò)調(diào)節(jié)油膜厚度來(lái)改變傳遞力的大小，從而達(dá)到無(wú)級(jí)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(dòng)摩擦盤(pán)組成。在主被動(dòng)摩擦盤(pán)間分布著用來(lái)傳遞力矩的工作介質(zhì)，即油膜。力矩由主動(dòng)軸傳遞給主動(dòng)摩擦盤(pán)，再通過(guò)油膜傳給被動(dòng)摩擦盤(pán)，由被動(dòng)摩擦盤(pán)傳給被動(dòng)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(dòng)及正常停車過(guò)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(dòng)摩擦盤(pán)的間距，從而改變之間的油膜厚度，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，使加、減速度得到控制，輸出速度穩(wěn)定。液粘軟啟動(dòng)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(dòng)摩擦盤(pán)不會(huì)立即脫開(kāi)，可延長(zhǎng)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(dòng)器：2套液壓盤(pán)式制動(dòng)器，設(shè)在傳動(dòng)滾筒的筒皮上，使制動(dòng)更可靠。接到制動(dòng)指令后，制動(dòng)器可根據(jù)實(shí)際情況延時(shí)制動(dòng)，當(dāng)輸送帶速度降到零速度之前液壓盤(pán)式制動(dòng)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(dòng)逆止雙保險(xiǎn)；在失電情況下制動(dòng)器蓄能釋放，可延長(zhǎng)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(guó)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(duì)國(guó)內(nèi)大傾角長(zhǎng)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(dòng)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)
