摘要:详细分析影响输送机输送带打滑的因素,对两种改造方案进行对比优劣,选择通过增加输送机驱动滚筒的包角的方案,解决了带式输送机雨天打滑的问题。
关键词:带式输送机 打滑 解决方案
带式输送机械是从事煤炭和矿石作业的港口、电厂、钢铁企业和矿山企业所使用的重要的连续输送作业设备。青岛港集团前港分公司是从事煤炭与矿石作业的专业化公司,装卸生产全部流程化。其中,仅带式输送机就有70余条,每年承载着上亿吨的输送量,因此,带式输送机是公司重要的散货装卸输送设备。
1.问题的提出
流程作业设备的特点:带式输送机之间串行连接,点多线长,点对线的影响非常大。因此,任何一条输送机的输送带在驱动滚筒上打滑,都会导致整条流程不能正常作业。所以,研究输送带防滑措施,对于提高流程系统的可靠性,保障流程设备安全运行具有重要的现实意义。
我公司煤系统B6、B7等多条皮带输送机采用单或双电机单滚筒驱动方式(图1) 。该方式驱动机构设计简洁,在满足驱动的情况下,可以降低投资成本。但是,随着使用年限的增加,驱动滚筒不可避免出现轻微磨损。在晴好的作业天气,设备可以正常使用。一旦遇到雨天,这部分输送机就会出现打滑现象,直接影响正常的装卸生产秩序。
2.原因分析
对该种驱动方式的带式输送机驱动结构进行深入分析,认为:该形式的驱动结构,由于采用单滚筒驱动方案,经过多年运转,滚筒表面有了轻微磨损。雨天作业时,雨水沿回程带进入驱动滚筒。当水过多时,驱动滚筒外包的橡胶鱼纹槽排水不及时,在滚筒表面与输送带表面形成水膜,摩擦系数下降,导致两者之间的摩擦力下降,输送带便出现了打滑。
3.解决方案
为解决该带式输送机输送带雨天打滑问题,对可采取的方案进行了研究。根据带式输送机不打滑的条件,认为:一是采用增加配重重量的方法。二是采用增加驱动滚筒输送带包角的方法。两种方法均可以补偿输送带与滚筒之间摩擦系数下降造成的影响,为此,对两种方案进行了分析:
方案1:增加配重
根据欧拉公式,输送带在驱动滚筒上不打滑的条件: Sm /S0 eua ,如图2所示:
Sm 输送带趋入点的张力;
S0 输送带奔离点的张力;
eua 滚筒的张力比,
其中: e 自然对数的底数;
u 带与滚筒的摩擦系数;
a 带与滚筒的包角。
从不打滑条件可以看出,输送带两端张力比值只能小于而不能大于eua ,否则将出现打滑情况。由于原滚筒输送带的包角a = 2000 , u =0. 35, eua = 3. 39 0, 所以,增加输送带奔离点的张力S0 ,即可增加滚筒两边的曳引力Sm - S0。设增加的初张力为△S0 ,不计滚筒张力增加系数(1. 03) ,增加后的趋入点的张力: S m = ( S0 +△S0 ) eua。
增加后的滚筒两侧输送带张力比率:
( S0 + S0 ) eua/S0 eua =S m/Sm
即: 1 + S0/S0=S m/Sm
假设△S0 = 1 t,原配重重量为G = 10 t,则增加后张力比率:S m/Sm= 1. 2倍。即要达到1. 2倍的滚筒张力比率,则配重需要增加2 t的重量。
方案2:增加驱动滚筒包角
根据欧拉公式,将驱动滚筒上方的改向滚筒位置下移(图3) ,增加输送带对驱动滚筒的包角,同样可提高输送带与滚筒之间的摩擦力(摩擦系数不变的情况下) 。根据现场测量驱动部位的空间,包角可增加至a = 230 ,由于包角度数的增加,可以增加皮带在滚筒上的摩擦力。
具体计算:
根据输送带载驱动滚筒上不打滑的条件:Sm S0 eua , 原驱动滚筒包角a = 200 , eua =3. 39。当包角增加到a = 230 , eua = 4. 07, 增加后张力比率:S m/Sm=4. 073/3. 39= 1. 2 倍,不计滚筒张力增加系数(1. 03) ,驱动滚筒奔离点的张力S0 约等于初张力G/2,趋入点的张力增加量△Sm = G/2 (4. 07 - 3. 39) = 34 000N, 从而增大驱动滚筒与输送带之间的摩擦力。
表1 两种方案的对比