有限空间大倾角提升设备选型综述

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有限空间大倾角提升设备选型综述

张挺

(西山煤电(集团)有限责任公司 古交配煤厂，山西古交030206)

摘要针对在有限空间内如何选择大倾角提升设备的问题，以古交配煤厂158皮带机尾提升设备选型为例，通过核算机头高度、机身长度等限制条件，对斗式提升机、波状挡边带式输送机等设备进行筛选。通过分析各类型设备的优缺点，校验安装空间位置尺寸，最终确定选用设备的类型和基本要求，为设备的设计、制作、安装提供了依据，并总结出在有限空间内选择大倾角提升设备的选型思路。

关键词有限空间；大倾角；提升设备；波状挡边带式输送机；设备选型

收稿日期：2014-11-13

作者简介：张挺(1985—)，男，山西吕梁人，2012年毕业于中北大学，助理工程师，主要从事机械设备维护、管理方面的工作

中图分类号：TD444

文献标识码：B

文章编号：1672-0652(2015)01-0054-03

AbstractTo solve the problem that how to choose hoisting equipment for large dip angle in limited space, takes the hoisting equipment selection of 158 belt conveyor tail in Gujiao coal preparation plant as the example, checks the limited conditions such as the conveyor head height, body length and so on to screen the equipments of bucket elevators, corrugated sidewall conveyor and so on. Analyzes the advantages and disadvantages of various types of equipment, checks the size of the installation space position, ultimately confirms the type and basic requirements of the optional equipment. It provides the basis for equipment design, production and installation. Finally gets the method for choosing hoisting equipment for large dip angle in the limited space.

西山煤电(集团)公司古交配煤厂158皮带是东曲矿地下输煤通道的第一条地面转运皮带，机长284.3 m，倾角9.014 3°.为装运清扫走廊的含煤废水沉淀后的煤泥需布置1台提升设备。因为系统已经投产运行，机尾所剩余的空间极为有限，在不影响建筑结构的前提下，考虑所提升物料的特殊性，从几种提升设备中最终选定使用波状挡边带式输送机。在设备选型的过程中，分析了几种提升设备的优缺点，对于在有限空间内选择大倾角提升设备有一定的实践意义。同时文中的内容对于解决在设备改造或是系统配套时出现的提升问题也有一定的参考价值。

1现场情况

该提升设备安装位置为158皮带机尾平台处，空间位置较狭小，平台地面至层顶高度为3 050 mm，层顶布置有水泥梁3根，厚度分别为405 mm、405 mm、1 125 mm.158皮带机与墙壁水平最窄处距离为1 375 mm，最宽处距离为3 100 mm.地面开挖有煤泥水沟，沟宽510 mm.为将158皮带清扫后的煤泥进行沉淀，拟建沉淀池。

158皮带机尾空间限制条件见图1.

为保证提升设备机头及落料溜槽空间，将落料中

图1　158皮带机尾平台空间情况及落料位置示意图

心线布置在图示位置，即提升设备机头加落料溜槽总高度不大于1 065 mm.

拟提升的物料为沉淀后的煤泥。因沉淀池尚未建成，无法实际测量物料的安息角，为方便设备选型，暂使用手册[1]所示泥煤(湿)的安息角，即运动安息角40°.

2主要限制条件

依据上述现场条件，提升设备选型的主要限制条件有：

1) 拟选设备的机头卸料装置及溜槽总高度。

a) 拟选设备的机头卸料装置及溜槽总高度不大于输送带最低点上平面至层顶高度，即1 065 mm.

b) 因被提升物料的安息角为40°，出料溜槽倾角不得小于40°，否则容易造成物料在出料溜槽内堆聚。158皮带机带宽为1 400 mm，机架宽度为1 600 mm，若落料位置为输送带中心，则158皮带机机架边缘至落料位置距离800 mm，经简单计算可知，落料溜槽高度不小于670 mm.在设备实际布置时，可将设备倾斜于158皮带布置，将出料口靠近158皮带机中心线，以缩短溜槽高度。

2) 提升倾角。

因被提升物料的运动安息角为40°，若选用带式输送机，则输送机最大倾角应小于安息角的1/2，即20 °.

3) 整机长度。

受现场条件限制，整机长度不得大于5 m，否则将无法布置。考虑装料方式为人工装料，为减轻劳动强度，装料口应尽可能靠近沉淀池。

3设备类型选择与核算

根据现场情况，初选了3种类型的提升设备：斗式提升机、轻型带式输送机、波状挡边带式输送机。选型具体情况如下：

1) 斗式提升机。

斗式提升机的提升高度在40 m以内，可满足煤泥提升要求。该型提升机多为垂直式，因沉淀池位置影响垂直式提升机安装，故只能采用倾斜式。

斗式提升机主要型号有：TD型、TH型、TB型、NE型。其中，TD型为橡胶带牵引，机头卸料装置结构比较紧凑。为满足前文所述限制条件，考虑初选此型斗提机作为备选设备。机头机构的高度主要限制条件为：机头滚筒的直径和料斗的宽度，机头机构的高度不应小于滚筒直径+2倍料斗宽度。除此之外还应该计算机壳尺寸。

查阅TD型提升机类型及技术性能[2]后知，限于空间要求可初选TD160、 TD100两个型号。其中TD160型滚筒直径为260 mm，TD100型滚筒直径为150 mm.

料斗型式有Q型浅斗、H型弧底斗、Zd型中深斗、Sd型深斗。拟提升物料为煤泥黏度较大，拟选用Q型。

Q型料斗参数尺寸见JB/T 3926.3-1999.

综合以上条件考虑：

若选用TD160系列时：机头机构高度≥260+125×2=510 mm

若选用TD100系列时：机头机构高度≥150+90×2=330 mm

在不考虑机壳的情况下，无论选用TD160或TD100型机头高度加溜槽高度(上文所述670 mm)已经大于或十分接近限制高度，故无法选用斗式提升机。

2) 轻型带式输送机。

该型设备作为常见设备具体性能及参数，在此就不再赘述。若选用该型设备，头部空间可符合现场布置要求，但由于受到最大输送倾角限制，即最大输送倾角不得大于20°，按照最有利情况考虑，即按净提升高度2 m(人工装料口高750 mm)计算，机长约为5.3 m，长度超出机尾平台，无法布置。故无法选用。

3) 波状挡边带式输送机。

该型设备采用波状挡边输送带取代普通输送带。具有输送倾角大、结构简单、运行可靠等优点。

影响该设备机头高度的因素主要有：波状挡边输送带横隔板的型号及挡边高度，机头驱动滚筒的直径。下面逐个考虑影响因素：

a) 波状挡边输送带的选择。

波状挡边带式输送带的C型横隔板适用于黏性较大物料，适用于拟提升的煤泥[2]505-526。

因拟安置设备机头卸料位置较小，且拟输送的物料为粉状、小块状。故应选择隔板高度较小的输送带。初选隔板高35 mm、挡边高40 mm的输送带系列。

b) 传动滚筒的选择。

查阅选型手册[2]505-526后，为在保证机头空间的基础上，最大程度提高运输量，拟选设备的带宽应越大越好。可选范围为宽度为300 mm、400 mm、500 mm的滚筒，滚筒直径的区间为250 mm、315 mm、400 mm.

依据上述条件，可分别计算该型设备的机头机构总高度：

带宽为300 mm时，总高度=滚筒直径+2倍挡边高度=250+2×40=330 mm.

带宽为400 mm时，总高度=滚筒直径+2倍挡边高度=315+2×40=395 mm.

带宽为500 mm时，总高度=滚筒直径+2倍挡边高度=400+2×40=480 mm.

在考虑机头溜槽高度(670 mm)的情况下，带宽300 mm和带宽400 mm的波状挡边带式输送机可满足现场布置要求，可以选用。

为使设备合理布局，方便日后使用、维修。与设备生产厂协商后，提出下列要求：

a) 挡边机的布置形式选用NL型[2]807-821，卸料口伸入皮带上方，以缩短落料溜槽长度保证机头装置的空间，方便安装、检修与维护。

b) 提升倾角，据现场测量，倾角为35°～45°为宜，既可以避开沉淀池又可以缩短装料距离。

c) 为方便装料、确保安全，宜在装料口布置装料斗。

d) 机架形式宜为可移动桁架式，为设备的维护、检修提供方便。

以上述要求为依据，经制造厂设计，最终确定设备基本参数为带宽400 mm，倾角40° ，带速1.0 m/s，机长3.5 m，功率3 kW.经制作、安装，该设备现已投入使用，使用效果良好。

4结语

在工作实践中，常常会遇到在已经投产的系统上增加设备的问题。这种情况下，空间往往是最主要的限制条件，即要合理实现功能又要“放的下”就成了摆在技术人员面前的一道难题。解决这种问题，首先要将空间限制条件一一罗列出来，找出最核心的要求(即允许的设备最大尺寸)，然后对拟选设备逐个核算，最终确定设备类型，进而确定设备具体型号，为设备的采购、设计、制作、安装提供依据。

参考文献

[1]北京起重机械设计研究院.DTⅡ(A)型带式输送机设计手册[M].第2版.北京:冶金工业出版社,2013：15-19.

[2]黄学群，唐敬麟.运输机械选型设计手册下册[M].第2版.北京:化学工业出版社,2011：505-526,807-821.

Hoisting Equipment Selection for Large Dip Angle in Limited Space

ZHANG Ting

Key wordsLimited space; Large dip angle; Hoisting equipment; Corrugated sidewall belt conveyor; Equipment selection