【文章內容簡介】 時慢速起動；還要控制輸送機起動加速度 ～ m/s2，解決承載帶與驅動帶的帶速同步問題及輸送帶涌浪現(xiàn)象，減少對元部件的沖擊。由于制造誤差及電機特性誤差，各驅動點的功率會出現(xiàn)不均衡，一旦某個電機功率過大將會引起燒電機事故，因此，各電機之間的功率平衡應加以控制，并提高平衡精度。國內已大量應用調速型液力偶合器來實現(xiàn)輸送機的軟起動與功率平衡，解決了長距離螺旋輸送機的起動與功率平衡及同步性問題。但其調節(jié)精度及可靠性與國外相比還有一定差距。此外，長距離大功率螺旋輸送機除了要求一個運煤帶速外，還需要一個驗 帶的帶速，調速型液力偶合器雖然實現(xiàn)軟啟動與功率平衡，但還需研制適合長距離的無級液力調速裝置。當單機功率 500 kW 時，可控 CST 軟起動顯示出優(yōu)越性。由于可控軟起動是將行星齒輪減速器的內齒圈與濕式磨擦離合器組合而成（即粘性傳動）。通過比例閥及控制系統(tǒng)來實現(xiàn)軟起動與功率平衡，其調節(jié)精度可達 98% 以上。但價格昂貴，急需國產化。 國內外技術性能上差距 我國螺旋輸送機的主要性能與參數(shù)已不能滿足高產高效礦井的需要，尤其是順槽可伸縮螺旋輸送機的關鍵元部件及其功能如自移機尾、高效儲帶與張緊裝置等與國外有著很 大差距。 (1） 裝機功率 我國工作面順槽可伸縮螺旋輸送機最大裝機功率為 4179。250 kW ，國中 原 工學院畢業(yè)設計 (論文 )說明書 4 外產品可達 4179。970 kW ，國產螺旋輸送機的裝機功率約為國外產品的 30%～ 40%，固定螺旋輸送機的裝機功率相差更大。 （ 2)運輸能力 我國螺旋輸送機最大運量為 3000 t/h，國外已達 5500 t/h。 （ 3)最大輸送帶寬度 我國螺旋輸送機為 1400 mm，國外最大為 1830 mm。 （ 4)帶速 由于受托輥轉速的限制，我國螺旋輸送機帶速為 4m/s，國外為 5m/s 以上。 （ 5)工 作面順槽運輸長度 我國為 3000 m，國外為 7300m。 （ 6)自移機尾 隨著高產高效工作面的不斷出現(xiàn)，要求順槽可伸縮螺旋輸送機機尾 隨著工作面的快速推進而快速自移。國內自移機尾主要依賴進口，主要有 2 種：（ a）隨轉載機一起移動的由英國 LONGWALL 公司生產的自移機尾裝置。（ b）德國 DBT 公司生產的自移機尾裝置。前者只有一個推進油缸，后者則有 2個推進油缸。 LONGWALL 公司生產的自稱機尾用于在國內帶寬 m 的輸送機上，缺點是自移機尾 輸送帶的跑偏量太小，糾偏能力弱，剛性差。德國生產的自移機尾在國內使用效果優(yōu)于前者，水平、垂直 2 個方向均有調偏油缸，糾偏能力強。因此，前者還需完善，后者則需研制。但對自移機尾的要求是共同的，既要滿足輸送機正常工作時防滑的要求，又要滿足在輸送機不停機的情況下實現(xiàn)快速自移。 （ 7)高效儲帶與張緊裝置 我國采用封閉式儲帶結構和絞車紅緊為主，張緊小車易脫軌，輸送帶易跑偏，輸送帶伸縮時，托輥小車不自移，需人工推移，檢修麻煩。國外采用結構先進的開放式儲帶裝置和高精度的大扭矩、大行程自動張緊設備，托輥小車能自動隨輸 送帶伸縮到位。輸送帶有易跑偏，不會出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象。 （ 8)輸送機品種 機型品種少，功能單一，使用范圍受限，不能充分發(fā)揮其效能，如拓展運人、運料或雙向運輸?shù)裙δ?，做到一機多用；另外，我國煤礦的地質條件差異很大，在運輸系統(tǒng)的布置上經常會出現(xiàn)一些特殊要求，如彎曲、大傾角（ +25176。 ）直至垂直提升等，應開發(fā)特殊型專用機種螺旋輸送機。 可靠性、壽命上的差距 ⑴ 輸送帶抗拉強度 我國生產的織物整芯阻燃輸送帶最高為 2500 N/mm，國外為3150 N/mm。鋼絲繩芯阻燃輸送帶最高為 4000 N/mm，國外為 7000 N/mm。 ⑵ 輸送帶接頭強度 我國輸送帶接頭強度為母帶的 50%～ 65%，國外達母帶的 70%～75%。 ⑶ 托輥壽命 我國現(xiàn)有的托輥技術與國外比較，壽命短、速度低、阻力大，而美國等使用的新型注油托輥，其運行阻力小，軸承采用稀油潤滑，大大地提高了托輥的使用壽命，并可作為高速托輥應用于螺旋輸送機上，使用面廣，經濟效益顯著。我國輸送中 原 工學院畢業(yè)設計 (論文 )說明書 5 機托輥壽命為 2萬 h，國外托輥壽命 5～ 9萬 h，國產托輥壽命僅為國外產品的 30%～ 40%。 ⑷ 輸送機減速器壽命 我國輸送機減速器壽命 2萬 h，國外減速器壽命 7萬 h。 ⑸ 螺旋輸送機上下運行時可靠性差 。 控制系統(tǒng)上差距 ⑴ 驅動方式 我國為調速型液力偶合器和硬齒面減速器，國外傳動方式多樣，如BOSS 系統(tǒng)、 CST 可控傳動系統(tǒng)等，控制精度較高。 ⑵ 監(jiān)控裝置 國外輸送機已采用高檔可編程序控制器 PLC，開發(fā)了先進的程序軟伯與綜合電源繼電器控制技術以及數(shù)據(jù)采信、處理、存儲、傳輸、故障診斷與查詢等完整自動監(jiān)控系統(tǒng)。我國輸送機僅采用了中檔可編程序控制器來控制輸送機的啟動、正常運行、停機等工作過程。雖然能與可控啟（制）支裝置配合使用， 達到可控啟（制）動、帶速同步、功率平衡等功能，但沒有自動臨近裝置，沒有故障診斷與查詢等。 ⑶ 輸送機保護裝置 國外螺旋輸送機除安裝防止輸送帶跑偏、打滑、撕裂、過滿堵塞、自動灑水降塵等保護裝置外，近年又開發(fā)了很多新型監(jiān)測裝置：傳動滾筒、變向滾筒及托輥組的溫度監(jiān)測系統(tǒng)；煙霧報警及自動消防滅火裝置；纖維織輸送帶縱撕裂及接頭監(jiān)測系統(tǒng)；防爆電子輸送帶秤自動計量系統(tǒng)。這些新型保護系統(tǒng)我國基本處于空白。而我國現(xiàn)有的打滑、堆煤、溜煤眼滿倉保護，防跑偏、超溫灑水，煙霧報警裝置的可靠性、靈敏性、壽命都較低。 旋輸送機技術的發(fā)展趨勢 設備大型化、提高運輸能力 為了適應高產高效集約化生產的需要，螺旋輸送機的輸送能力要加大。長距離、高帶速、大運量、大功率是今后發(fā)展的必然趨勢，也是高產高效礦井運輸技術的發(fā)展方向。在今后的 10a內輸送量要提高到 3000～ 4000 t/h，還速提高至 4～ 6m/s，輸送長度對于可伸縮螺旋輸送機要達到 3000m。對于鋼繩芯強力螺旋輸送機需加長至 5000m 以上，單機驅動功率要求達到 1000～ 1500 kW，輸送帶抗拉強度達到 6000 N/mm（鋼繩芯）和 2500 N/mm（鋼繩芯）。 隨著高產高效工作面的出現(xiàn)及煤炭科技的不斷發(fā)展，原有的可伸縮螺旋輸送機，無論是主參數(shù)，還是運行性能都難以適應高產高效工作面的要求，煤礦現(xiàn)場急需主參數(shù)更大、技術更先進、性能更可靠的長距離、大運量、大功率順槽可伸縮螺旋輸送機， 以提高我國螺旋輸送機技術的設計水平 。其包含 7個方面的關鍵技術： ⑴ 螺旋中 原 工學院畢業(yè)設計 (論文 )說明書 6 輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術； ⑵ 軟起動與功率平衡技術； ⑶ 中間驅動技術； ⑷ 自動張緊技術； ⑸ 新型高壽命高速托輥技術； ⑹ 快速自移機尾技術； ⑺ 高效儲帶技術。 2 運輸機總體方案設計 方案設計 本次設計與以往的輸送機主要有以下幾點 的改進： ① 用行星減速機，該減速機輸出扭矩較大、效率高、體積小、質量輕，動力輸入可靠，傳動平穩(wěn)，提高了承載能力。 圖 21 行星減速器簡圖 ②它采用了變螺距技術來提高螺旋輸 送機的輸送能力。螺旋輸入節(jié)用較小距， 中間節(jié)螺距增大至 50mm，輸出節(jié)螺距再增大 50 mm。使輸入節(jié)粉料填充量增大，中間節(jié)和輸出節(jié)隨螺距變大，填充量減少，這樣做可有效地防止一些粉料在輸送時發(fā)生倒流或卡堵現(xiàn)象。 ③ 一般采用水平或傾斜向上輸送方式，螺旋軸的防松主要 由前支座完成。前支座內設止推軸承，由雙螺母加單耳止動墊圈相互備緊對其壓緊和防松。為增強防松效果，在前端螺母兩側加設緊定螺釘。 傳動布置方案 電動機 — 聯(lián)軸器 — 減速器 — 聯(lián)軸器 — 螺旋運輸機 中 原 工學院畢業(yè)設計 (論文 )說明書 7 設備的工作條件 載荷平穩(wěn)，單向運轉，每日工作一班，工作五年，允許螺旋運輸機主軸轉速誤差小于 5%。車間有三相交流電源。 原始數(shù)據(jù) 1）輸送物料：干燥煤粉 =850kg/m3 2）安裝方式：水平放置 3）運 輸量 : 60T/h 4)運輸長度： 螺旋運輸機結構設計 常見的水平型固定式 螺旋輸送機，其結構比較簡單。主要有半圓形的長槽體，螺旋軸，驅動端軸承，中間軸承，尾部端軸承進料口，卸料口，以及驅動裝置等部分組成，如下圖所示： 圖 22 水平式螺旋輸送機總體布置方式 4 .聯(lián)軸器 由于設計的螺旋輸送機的長度為 .為了制造 ,安裝以及運輸?shù)姆奖?,其槽體和螺旋軸均采取分節(jié)制造 ,頭節(jié)常 2 米 ,中間節(jié)長 2米共兩節(jié)，尾節(jié)長 米，靠螺栓聯(lián)接 ,中 原 工學院畢業(yè)設計 (論文 )說明書 8 并用中間軸承支承 .同時 ,為了保證分節(jié)準裝備后輸送機的整體剛度 ,槽體的連接處和螺旋軸的連接處開一段距離 .由于物料在螺旋輸送機中的運送完全是一種滑移運動 ,為了使螺旋軸處于較為有利的受拉狀態(tài)，設計時將驅動裝置和出料口安裝在輸送機的同一端 ,把進料口放在尾部附近 。 各參數(shù)的選擇 螺旋直徑的確定 螺旋軸直徑確定公 : CQKD ??? ⑴ （ 21） 表查的： C= 由表二可以 查得輸送煤粉時 :φ =； K=； A=75；ω =；r取 r=；而 Q=60T/h 表 21 物料的推薦系數(shù)與螺旋葉片形式 帶入公式計算得出 :D= 400mm,或 500mm 螺旋軸轉速的確定 (附帶確定螺旋直徑 D) 螺旋軸的最大轉速的確定按照公式： n≤DA(轉 /分 ) ⑴ （ 22） 若取 D=500mm, 帶入，計算得 n≤ =（ 23） 圓整為 n=100n/min 中 原 工學院畢業(yè)設計 (論文 )說明書 9 校驗φ值： =179。 （ 24） 得φ =（符合要求） 螺距、生產率、填充系數(shù)的驗算 (附帶確定轉速 n) （ 1）螺距的計算 螺旋葉片螺距 S==179。 500=400mm （ 25） 輸送機載荷的橫斷面面積 : F= 4DφC 2π = 4 179。179。179。 2= （ 26） 運移速度 :v=ns/60=120179。 （ 2） 生產率 Q 的驗算 將 F 和 v 帶入得生產率驗算公式為 : Q=47D2φ Csγ n ⑴ （ 27） 取Φ =，表 12 Φ∈ (~) ① n=100r/min 時 : Q= 47D2Φ Csγ n=47179。 179。 2179。 179。 179。 179。 179。 100=12560T/h 此時，運移速度 v= ns/60=100179。 故所選螺旋軸葉片直徑 D=500mm,螺旋軸轉速 n=100r/min (3)填充系數(shù)