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傳輸帶如何設計才更合理

設計原則

在長距離帶式輸送機設計過程中,本著提高設備可靠性和降低工程造價的原則,同時考慮地形條件、安裝難易度、檢修維護的可操作性、供電供水布置、土建工程等因素,長距離帶式輸送機主要沿地形平緩的河谷地帶布置,沿途盡可能避開村鎮、現有建筑物、陡山、水域、地質條件惡劣地段,同時盡可能減少占用耕地,不破壞當地的生態環境。

 

輸送機系統大部分采用鋼結構架空棧橋形式,沿途跨越山谷、公路、河流和其他設施,其架空高度滿足國家規定的限界要求,不影響原有設施的建設和道路通行。帶式輸送機全程設彩鋼板密封,全程物料無裸露輸送,不受雨水、風、雪等氣候條件影響,避免了粉塵和噪聲污染。輸送系統中設有轉運站、驅動站房和變電站,位置盡量靠近公路且在與現有公路的交匯點附近,方便安裝運輸和日常維護。

 

 

 

設計要點

2.1 選用合理的緩沖受料裝置

 

長距離帶式輸送機膠帶的使用壽命需要采取措施給予保證,減小對膠帶的沖擊和磨損就是很主要的措施。帶式輸送機在受料點承受較大的沖擊,在設計中要采用合理的技術和方法減少對膠帶的沖擊,除了降低落料高差,還要選用合理的緩沖設施。目前最為先進和適用的是帶托板的整體式緩沖受料裝置,集合了緩沖托輥和緩沖床的優點。

 

圖片

一般緩沖托輥的間距布置在400 mm左右,膠帶在兩個緩沖托輥之間懸空運行,此時物料的沖擊會對膠帶產生很大的損傷,特別是塊度較大并有尖銳棱角的物料或是尖形的異物(鐵釬、襯板等),一旦落在兩個托輥之間的膠帶上,就會將膠帶穿透、割傷,如果不及時處理,就會將整條膠帶豁為兩條,這對大型鋼繩芯膠帶的破壞是致命的。為此,在各個緩沖托輥之間,設計了一種剛性的托板,正常運行時膠帶與托板不接觸,一旦有大塊物料和異物沖擊膠帶,膠帶就會因為受力變形后與剛性的托板接觸,托板對物料和鐵器產生反彈,避免物料及異物劃傷膠帶。

 

 

 

2.2 管狀皮帶的成管與展開必須滿足漸進原則

 

輸送帶由平形變成圓管的過渡段設置要滿足漸進原則。過渡段的長度主要決定于輸送帶允許的伸長率和物料被逐漸卷到圓管范圍內的要求。過渡段輸送帶由平形變成圓管,帶的邊緣會產生較大的附加變形,邊緣的伸長應變可以類似槽型輸送機的過渡段的計算進行,一般情況下過渡段的長度可取為圓管直徑的25倍。

 

 

3. 選用適宜的輸送帶清掃裝置

 

通常,用于帶式輸送機的清掃設施主要有刮板式清掃器、輥式清掃裝置、刷式清掃裝置、振動清掃裝置、噴水器和刮水器清掃裝置??筛鶕嶋H情況進行選擇。

 

4. 輸送帶的翻轉

 

輸送帶的翻轉清掃是防止堵塞輸送帶下部空間和物料黏附于托輥組的根本措施。這種方法是借助導向托輥將輸送機終端的回程輸送帶翻轉180°,回空側以干凈的一面與下托輥接觸,可以避免物料粘附到托輥上和沿輸送機線路灑落黏結物,減輕輸送帶和托輥的磨損,提高了輸送帶覆蓋層的利用率。

膠帶翻轉裝置的設置可以確保膠帶承載邊始終處于上方,一則避免膠帶上黏附物料運行中抖落對輸送沿線造成污染;二則減小膠帶承載面和回程托輥的相互磨損,從而延長托輥和膠帶的使用壽命。在延長膠帶設備壽命的同時,還能夠降低功率的消耗,體現節能降耗的設計理念。

輸送帶的翻轉方法主要有:自由翻轉、強制翻轉、定向翻轉和管形翻轉,前兩種適用于帶寬較窄的輸送帶,后兩種適用于任何帶寬的輸送帶,并在長距離帶式輸送機上廣泛應用。

根據輸送帶的強度不同,帆布芯輸送帶翻轉長度為帶寬的8~12倍,鋼繩芯輸送帶的翻轉長度為帶寬的15~25倍。

 

5. 選用必須的機電保護裝置

 

帶式輸送機在機電保護裝置的保護下正常運行,當發生事故時對輸送機的主要部件進行保護。

1)防止跑偏保護裝置。對于長距離帶式輸送機除了設置調心托管組、合理布置前傾的側托輥外,要根據帶式輸送機的長度及總體布置選用適當數量的跑偏自動調整裝置。隨帶式輸送機技術的發展,跑偏自動調整裝置也多種多樣,可根據其造價及使用的效果選用最為適用的跑偏自動調整裝置[2]。

2)帶速檢測保護裝置。長距離帶式輸送機帶速檢測優先選用光學編碼器。速度保護裝置可選用測速發電動機式保護裝置、磁感應發送器式保護裝置或者接近開關式速度保護裝置。

3)斷帶保護裝置。為了防止輸送帶拉斷后的下滑需設置捕捉器以進行斷帶保護,捕捉器的選擇要反應迅速,盡可能短的制動時間和制動距離。另外,在輸送機正常運行時不磨損輸送帶,不產生附加阻力,不降低輸送機生產率。捕捉器的可靠性不受輸送帶物料裝滿程度和輸送機安裝傾角的影響。最常用的有楔形捕捉器和滾輪捕捉器。

4)金屬雜物檢測與清除裝置。目前,主要采用金屬檢測器和除鐵裝置。除鐵裝置有帶式除鐵裝置和懸掛式電磁除鐵器。

5)縱向撕裂保護裝置。輸送帶的防撕裂保護裝置有發生撕裂后輸送帶外部變化的檢測和內部狀態變化的檢測兩類檢測方式。

 

6. 根據地形地貌合理布置平面轉彎

 

對于長距離帶式輸送機,根據地形及障礙物的分布情況,平面轉彎是必不可少的,進行平面轉彎設計的核心是張力和轉彎措施的設計。設計要點有以下幾個方面:

1)輸送機的線路設計,根據設備布置的地形條件初步設計輸送機曲線段的曲率半徑;

2)初步選定轉彎措施以及相應的托輥組參數,托輥組的槽角應取25°~55°,內曲線抬高角的取值應小于5°,托棍的傾斜角度為1°~2°,托輥的傾斜角度應該設計成兩個側托輥前傾布置,以利于輸送帶的防跑偏;

3)計算各點張力,在轉彎段計算彎曲段的阻力和彎曲段的張力;

4)驗算彎曲段的轉彎限制條件;

5)帶式輸送機一般都是用于長距離干線輸送物料,要對其進行詳細的動力學分析,并用此結果進一步驗算轉彎限制條件;

6)增設保護措施以確保輸送機的轉彎運行。

 

 

7. 選擇合理節能的驅動裝置

 

帶式輸送機的驅動裝置除了滿足日常的正常運行功能外,還要滿足節能要求。對于長距離帶式輸送機的驅動設計主要從以下方面進行考慮:

1)驅動裝置應具有良好的啟動性,具有大的啟動力矩以使輸送機能夠有載啟動;

2)啟動過程中具有足夠小且合理的加速度以減少各承載部件的動載荷。

3)多電機驅動能使各電機的負載均勻;

4)啟動和穩定運行階段有可靠的過載保護能力;

5)驅動裝置有良好的可控性,控制啟動、停車時的速度、加減速度;

6)盡可能使電動機空載啟動、錯開啟動時各電機的啟動時間,減少電動機啟動次數,可在輸送機短時間停車時不必停電機;

7)驅動裝置應包括自監控、自診斷功能的控制器;

8)盡可能地采用可控啟/停傳動裝置。







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