大倾角带式输送机驱动装置的设计

贺京华

（山西乡宁焦煤集团毛则渠煤炭有限公司， 山西 临汾 042100）

引言

化工冶金、煤炭等行业一般都是使用大倾角带式输送机进行运输的。通常运输的都是成件的物品或者各种各样的散装材料，其输送的密度是1m3包含500～2 500 kg。驱动装置的设计在大倾角带式输送机中的地位是无可取代的，传输机的工作性能直接受驱动装置质量好坏的影响。模拟设计的带式输送机设计参数如表1所示。

表1 带式输送机设计参数

1 驱动装置的设计方案

通过实践对比分析可知，这款输送机是应用装有液力调速装置的双电动机对其进行双滚筒的驱动。电动机、逆止器、弹性柱销齿式联轴器等组成驱动装置（如图1所示）。

将减速器、电动机和驱动滚筒按顺序进行连接，将棒销联轴器安装在减速器的低速轴上，在电动机的输出轴上安装液力推杆制动器，将其与驱动滚轴进行连接。在启动设备时，为了保障启动时加速度在0.1～0.3m/s2范围之间，应安装能够自动控制进油量的调速装置，从而使得输送机能够到达额定转速，液力调速装置在带式输送机正常运行时对其有着平衡功率的作用。将逆止器与液力推杆制动器安装在每一台的驱动装置上，能够对输送机的安全制动起到保护作用，还能防止其逆转[1]。

图1 输送机双驱动的布置方案

2 驱动装置的选型设计

2.1 驱动滚筒周向力的计算

1）上分支运行阻力F1的计算：

式中：qg为单位长度物料的质量kg/m；qro为单位机长上托辊转动的部分质量，31.087 kg/m；qb为单位长度输送带质量，粗选为qb=56.4 kg/m；w为托辊阻力系数，0.025。将数据代入式（1）得F1=21 904N≈21.9 kN。

2）下分支运行阻力F2的计算：

式中：qru为单位机长下托辊转动的部分质量，31.087 kg/m。将数据代入式（2）得F2=14 564N≈14.6 kN。

3）物料提升阻力F3的计算：

将数据代入式（3）得F3=7 340N≈7.3 kN。

4）绕过滚筒的附加阻力F'的计算：

式中：Fc为驱动滚轮附加的阻力，600 N/个（经验值）；Fg为改向滚筒附加的阻力，500N/个（经验值）。将数据代入公式（4）得F'=3 200N≈3.2 kN。

5）驱动滚筒的周向力Fu的计算：

驱动滚筒的周向力Fu应该与输送带运行时产生的总阻力F相同，即：Fu=F=F1+F2+F3+F'=47 kN。

合理分布张力并且在每个驱动滚轮没有发生打滑情况的条件下应用等驱动功率单元法，把总功率或者总周向力平均分成相同的几份。故而两个驱动装置的功率比为

2.2 驱动装置内各个构件的选型计算

由上文计算可知，驱动滚轮的周向力为47 kN，那么他的功率为：Po=Fuv=47×3.15=148.05 kW，得Po1=Po2=148.05÷2=74.025 kW。

2.2.1 电动机选型计算

电动机的功率为：

式中：K 为功率系数；η1为减速器的效率，0.95；η2为电压降系数，0.90；η3为液力耦合器的效率，0.97；η4为多功能不平衡系数，0.90。

将数据代入式（6）（5）计算得P=179.01 kW。

2.2.2 耦合器的选型计算

因为运输带的倾斜角过大，故而为了降低对电动机、输送带等其他构件的影响，就应该运用能达到45 s启动时间的调速型液力耦合器。功率输送的范围是选择调速型液力耦合器的重要要求。因上文选用的是功率为100 kW的发电机，故而使用型号为YOTcs650的调速型液力耦合器，其功率在290～760 kW之间。

2.2.3 计算选择减速器速比值

式中：D为驱动滚轮的直径，1.25m；n为电动机的转速，1 500转/min；v为输送带的速度，3.15m/s。之后选择标准的速度比值i=31.15。

2.2.4 逆止器选型计算

为了防止在输送机满载时突然断电造成输送机出现逆转运行的现象是逆止器的主要作用。设备的逆转运行不仅会造成整体运输系统出现堆煤事故，还将对设备自身以及相关工作人员带来伤害，所以大角度（25°）的逆止器是不可或缺的。

逆止力矩计算公式

式中：FN为逆止力，N；R为传动滚筒的半径，0.625 m；η为减速器的效率，0.95。

将数据代入式（8）（7）计算得 MN≈206N·m。

所以应该使用逆止力矩为1000 N·m、型号为NF10-95的逆止器。

2.2.5 选择联轴器

使用弹性套柱销式的联轴器将液力耦合器和电动机进行连接；应用带制动轮的柱销联轴器将减速器与液力耦合器进行相连接；使用有弹性的柱销齿式联轴器对传动滚筒和减速器之间进行连接。

3 结语

通过实践表明，选择以上型号的驱动装置对输送带的使用强度等级有着明显的降低，还降低了整体的花费成本，为了能够使多台设备一起驱动的功率达到平衡就必须配置液力调速耦合器，这样对输送机的运行与启动性能有显著的改善作用。