根據(jù)發(fā)改委《關(guān)于組織開展國家重大技術(shù)裝備研制專項(xiàng)工作的通知》要求，煤炭科學(xué)研究總院上海分院組織實(shí)施了“年產(chǎn)600萬t綜采成套裝備研制”的科研項(xiàng)目，大運(yùn)量長運(yùn)距可伸縮
帶式輸送機(jī)是其子項(xiàng)目，黃陵二礦為項(xiàng)目的工程依托單位。
1、主要技術(shù)參數(shù)
黃陵二礦位于陜西省黃陵縣雙龍鎮(zhèn)，總體建設(shè)規(guī)模1000萬Ua，服務(wù)年限80a，計(jì)劃2006年建成投產(chǎn)。工作面采高3.5 - 5.3m，工作面斜長300m，工作面走向長5100m，工作面傾角近水平，工作面生產(chǎn)能力≥600萬t/a。
根據(jù)項(xiàng)目總體要求和黃陵二礦的實(shí)際情況，設(shè)定大運(yùn)量長運(yùn)距可伸縮帶式輸送機(jī)主要技術(shù)參數(shù)：
運(yùn)輸距離5100m;
運(yùn)輸能力3500t/h;
提升高度35m；
帶 寬1600mm；
裝機(jī)功率2800(3 x560 +2 x560)kW;
帶 速≥4m/s;
儲帶長度 ≥120m。
2、主要關(guān)鍵技術(shù)
目前，可伸縮帶式輸送機(jī)正向大運(yùn)量、長運(yùn)距、大功率、高速度方向發(fā)展。以剛體動力學(xué)理論為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法已無法適應(yīng)發(fā)展的要求。先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論以國際標(biāo)準(zhǔn)IS05048和德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN22101為基礎(chǔ)，減小運(yùn)行阻力，采用可控起、制動裝置平穩(wěn)起、制動，利用輸送帶粘彈性理論進(jìn)行動態(tài)分析。本文論述大運(yùn)量長運(yùn)距順槽可伸縮帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)中需要解決的關(guān)鍵技術(shù)。
(1)動態(tài)分析技術(shù)
根據(jù)輸送帶按粘彈性體的力學(xué)性質(zhì)，綜合考慮驅(qū)動裝置的起制動特性、各運(yùn)動體的質(zhì)量分布、線路各區(qū)段的坡度變化、各種運(yùn)動阻力、輸送帶的初始張力、輸送帶的撓度變化、拉緊裝置的形式和位置及張緊力等因素的作用，建立輸送機(jī)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型，求得輸送機(jī)在起動和制動過程中，輸送帶上不同點(diǎn)隨時(shí)間變化的速度、加速度和張力。通過動態(tài)分析，找出輸送機(jī)在起、制動過程中可能出現(xiàn)的動態(tài)危險(xiǎn)，如輸送帶的動態(tài)峰值張力、危險(xiǎn)工況下輸送帶的低張力、拉緊裝置的位移超限等。針對危險(xiǎn)情況，采取技術(shù)改進(jìn)措施，進(jìn)行調(diào)整，使其優(yōu)化。
(2)軟啟動技術(shù)
大運(yùn)量長運(yùn)距可伸縮帶式輸送機(jī)采用多點(diǎn)驅(qū)動，起動特性要求很高，除合理分配各驅(qū)動點(diǎn)的功率外，還應(yīng)實(shí)現(xiàn)各電機(jī)空載分時(shí)起動，使各驅(qū)動單元功率平衡。因此，大運(yùn)量長運(yùn)距可伸縮帶式輸送機(jī)必須實(shí)現(xiàn)軟起動，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)控制起動加速度，確保輸送機(jī)按所要求的速度曲線平穩(wěn)起動，并達(dá)到額定運(yùn)行速度，使電機(jī)的起動電流與輸送帶的起動動張力控制在允許范圍內(nèi)。
目前較普遍使用的軟起動裝置有三種：①CST可控軟啟動裝置；②變頻調(diào)速裝置；③液力調(diào)速裝置。變頻調(diào)速裝置對周圍環(huán)境溫度及清潔度要求高，液力調(diào)速裝置的調(diào)速范圍小、效率低。本項(xiàng)目采用Rockwell公司的CST可控軟啟動裝置‘3]。
CST可控軟啟動裝置可差動調(diào)節(jié)輸出力矩和輸出轉(zhuǎn)速，具有自動跟蹤設(shè)定起制動速度曲線的控制功能、過載保護(hù)功能、多機(jī)平衡功能和低速驗(yàn)帶功能。起動系數(shù)可以控制在1. 05 -1.1，起動加速度可以控制在0 -0. 05m/s2，控制精度為2%。
(3)中間驅(qū)動技術(shù)
把功率分散到各個(gè)驅(qū)動點(diǎn)，可以降低輸送帶的最大運(yùn)行張力和強(qiáng)度要求，減少單機(jī)驅(qū)動功率，節(jié)省成本，提高輸送機(jī)的輸送能力。本項(xiàng)目采用滾筒卸載式中間驅(qū)動技術(shù)。用中間驅(qū)動滾筒驅(qū)動輸送帶，趨人段與奔離段的輸送帶張力落差即為驅(qū)動滾筒輸出的牽引力。卸載式驅(qū)動的輸送帶張力變化如圖1所示。滾筒卸載式中間驅(qū)動比直線摩擦中間驅(qū)動結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，能適應(yīng)輸送機(jī)運(yùn)距的變化。
(4)自控張緊技術(shù)
帶式輸送機(jī)在起制動過程中和正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于輸送帶的粘彈特性與輸送量的變化，使輸送帶的張力和撓度發(fā)生變化。當(dāng)撓度增大至一定值時(shí)，有可能導(dǎo)致輸送帶在傳動滾筒上打滑而不能工作。張緊裝置保證輸送帶有足夠的張力，吸收輸送帶動的彈性伸長和永久伸長，防止出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。
張緊裝置按作用可分為重錘式、固定式和自動張緊式三類。重錘式張緊裝置結(jié)構(gòu)最簡單，但需要較大的空間，固定式張緊裝置只能在停機(jī)狀態(tài)下調(diào)整輸送帶張力。大運(yùn)量長運(yùn)距順槽可伸縮帶式輸送機(jī)一般采用液壓式自動張緊裝置。本項(xiàng)目研制出能隨著輸送帶張力變化自動調(diào)節(jié)張力與張緊行程、響應(yīng)速度快、精度高、扭矩大、行程大的自動張緊設(shè)備。
(5)新型高速低阻力托輥技術(shù)
托輥是帶式輸送機(jī)的主要部件，使用量大，帶式輸送機(jī)的停機(jī)事故，絕大多數(shù)是由托輥故障造成的。提高托輥質(zhì)量對降低能耗、節(jié)省費(fèi)用、增加運(yùn)行可靠性具有很大的意義。本項(xiàng)目通過改進(jìn)密封結(jié)構(gòu)與材質(zhì)，采用非金屬保持架大游隙專用軸承與專用潤滑脂，使托輥的工作壽命達(dá)到3-5萬h。
(6)高強(qiáng)度高可靠性儲帶技術(shù)
可伸縮帶式輸送機(jī)的機(jī)尾隨著工作面的推進(jìn)而移動，需要一個(gè)儲帶機(jī)構(gòu)儲藏輸送帶，以伸長或縮短機(jī)尾。輸送帶在儲帶倉內(nèi)多次折疊，容易發(fā)生跑偏。大運(yùn)量長運(yùn)距順槽可伸縮帶式輸送機(jī)，儲帶倉受力大，不允許輸送帶跑偏。本項(xiàng)目采用高可靠性儲帶倉，適應(yīng)巷道起伏，解決儲帶倉的變形，輸送帶的跑偏，張緊小車、托輥小車的掉道等技術(shù)難題。
(7)液壓卷帶技術(shù)
高產(chǎn)高效工作面的快速推進(jìn)，要求可伸縮帶式輸送機(jī)快捷、可靠地拆除儲帶倉內(nèi)的輸送帶。大運(yùn)量長運(yùn)距順槽可伸縮帶式輸送機(jī)的輸送帶強(qiáng)度高、厚度大、重量大，普通的電動絞車不能滿足卷帶要求。本項(xiàng)目采用低速大扭矩液壓馬達(dá)卷帶、固定和移動液壓油缸夾帶托帶裝置，電機(jī)功率45kW，卷帶方便、可靠、快捷，可極大地提高工作效率，降低勞動強(qiáng)度。
3、結(jié)論
大運(yùn)量長運(yùn)距可伸縮帶式輸送機(jī)采用主要關(guān)鍵技術(shù)，可以滿足黃陵二礦的生產(chǎn)要求。
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