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带式输送机运行过程分析

【摘要】:
由于带式输送机具有运行可靠、连续、高效和对地形适应性强等优点,已成为现代散状物料 连续运输的主要设备。

由于带式输送机具有运行可靠、连续、高效和对地形适应性强等优点,已成为现代散状物料

连续运输的主要设备。国外输送线长已达 100Km,单机长这 37Km,带速达 7.4m/s,运量达 7500t/h,国内输送机也正在向着长距离、高带速、大运量、大倾角、大功率的方向发展。

 2.输送带中的张力波

 随着输送机的大型化,由于重载及惯性的原因,其起动问题日益突出。输送机的摩擦传动原理是基于牛顿刚体力学、以欧拉公式为基础,而该公式是在输送带假定为不可伸缩、没有弯曲阻力、没有质量和厚度、且与滚筒间摩擦系数不变的理想条件下推导出来的,用来计算沿输送带中线稳态运行的张力,此张力是由重力和摩擦力造成的。对于大型带式输送机,这种计算是很不正确的。因为实际上,输送带是一个具有粘弹特性的弹性体,起动时输送带发生粘弹性变形,由于不稳定而产生动张力,张力波传播的速度:钢绳芯带为 1800m/s,纤维带为 1200 m/s。张力波在输送带中传播需要一定的时间,备质点依次开始运动,不像刚体那样各质点是同时运动的。带型越高,起动时间越短,起动加速度与输送带变形就越大,因而动张力就越大。

 3.输送带内的振荡

对于质量和弹性集中物体而言,质量和弹簧产生的自振频率是很容易计算的。但输送带的质量和弹性是分布的,为了便于分析和计算,我们可以把它看成一系列离散的质量和弹簧,对分布系列有几个谐频率(n→∞),当外部激励 Fi(起、停、负载变化时)的频谱分量和分布系统某一个振频率共振,就会造成输送带的振荡。

 4.振荡形成的机理

在起动前,由于拉紧装置提供了拉紧力,输送带处于被拉紧状态。滚筒刚开始旋转时,输送带中紧边的张力在增加,松边的张力在减小,这 2 个变化都以波的形式沿输送带传播。随着驱动滚筒继续转动,振荡波继续传播,由于输送带中有较大的张力,拉紧装置会有明显的伸长(油缸式拉紧装置)或放绳(绞车式拉紧装置)。高张力波继续传播,拉紧装置继续伸长或放绳,松、紧边张力波相遇,造成剧烈振荡,相当于拉紧的弹簧突然释放一样。

5、振荡的危誓

(1)对输送带选型的影响

输送带费用一般要占整机费用的 40%左右,输送机设计人员常接正常张力选择输送带强度。振荡会提高输送带的安全系数,造成很大的浪费;会破坏输送带接头,造成断带事故,其后果不堪设想。

 (2)对输送物料的影响

目前我国上运大倾角输送机可达 28°。起动时.如果输送带振荡,将引起物料滚动或滑动,球状物料更为明显。

 (3)丧失正常传动比

正常传动所需的紧边与松边张力比会丧失,尤其在拉紧装置远离驱动装置时更是如此,从而使输送带在滚筒上打滑、摩擦发热,发生事故。

 (4)对机械部件的影响

输送带将打击滚筒及托辊,造成机架、滚筒、主轴、轴承、拉紧装置等机械部件的损坏,对有凸弧段的输送机,槽形托辊的损坏更严重。

 (5)对带有凹弧段输送机的影响

对竖向凹弧段布置的输送机,尤其在凹弧段前部有负载,其余部分为空载时,输送带振荡将会使上输送带面打击巷道顶板或输送机走廊的盖板,造威不良后果。

 6、解决输送带振荡的方法

    为了将振荡减小到最小程度,我们必须选择理想的驱动装置,实现软起动,即在设定的起动时间内,通过控制输送机起动加速度值,来确保输送机平稳起动,并达到额定速度;同时使起动电流与起动张力控制在允许范围之内。带式输送机软起动装置有很多种,目前国内外带式输送机较常用的软起动装置有 3 种:差动轮系液粘调速装置(CST)、变频调速装置、液力调速装置。目前我国煤矿绝大多数是采用液力调速装置作为软起动装置。

 7、结语

目前,国内带式输送机设计还停留在传统的静态计算与分析上,对起动阶段的非稳定工况还缺乏科学的定量计算与分析,无法精确反映张力渡在输送带中的传播方式。因此在输送机设计中应尽快采用动态分析技术,要利用计算机技术,考虑所有影响其性能的因素,将输送机离散成质量——弹簧——阻尼系统,然后通过计算机摸拟技术,针对输送机不同的工况(起动、制动与正常运行),来精确计算输送带的最大张力以及张力在输送带中的传播速度。