李新宇 刘卫斌 张晓华

摘要：对深槽带式输送机进行了原理分析，采取了有效措施，保证达31°倾角输送目标，从而简化了工艺线路，缩短了前期施工周期，使设备的初期投资和营运费用大幅度降低，应用结果表明：具有整机性价比高、环保性能好等特点。

关键词：带式输送机;深槽;设计;应用

中图分类号：TH22 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）22-0206-03

1 引言

黄金矿山为了满足矿石开采、物料大倾角连续输送的需要，常采用两条带的压带式带式输送机、将物料密闭输送的圆管带式输送机及波状挡边带式输送机等。这些特种带式输送机的共同特点是可以实现较大倾角物料的输送，同时存在结构相对复杂、成本高等不利因素。针对矿石物料特性分析，黄金矿石，松散密度1.75t/m³，输送倾角β=25～31°，选定样机主要参数：带宽B1200，带速V=1.6～2.5m/s，运量Q=～600t/h，机长L=40m，提升高度H=16.9～20.6m，花纹输送带ST2000，驱动功率75kW，为外装式电动滚筒，变频驱动。根据这些参数，应采用通用性及性价比更高的深槽带式输送机。

2 深槽带式输送机大倾角输送原理

物料重力作用在托辊组各辊子上的正压力的反力为F_N1，F_N2和F_N3，物料的重力为G，如图1。

在槽形托辊组上物料与输送带产生的摩擦力可以看作是物料作用于辊子上的正压力乘上摩擦系数所得，若托辊为水平布置，则辊子所受正压力与物料的重力相等。侧辊垂直水平面时各辊子上的正压力之和达到最大。可以得出：中间辊子越短，物料的堆积深度越大，物料与输送带间的摩擦力也越大;侧辊槽角越大，物料与输送带摩擦力越大。在满足胶带成槽性的前提下，增大托辊槽角，能够提高胶带对物料的夹持力，避免物料与胶带发生相对滑动，从而实现大倾角输送。

3 深槽带式输送机大倾角输送实现措施

3.1 采用四辊式双排对称深槽角托辊组

从原理分析可知，受输送带横向刚度（即成槽性）的限制，根据力的平衡关系，并不产生增大物料对输送带摩擦力的作用，所以在实际应用中考虑将设计制造成深槽角托辊组（图2）。

（1）采用4辊托辊组，使每个辊子都相对于水平面倾斜，消除在托辊组上辊子的水平支撑区;中间的托辊应较短，在采用通用机架的情况下，若增大了槽角两侧辊子需要相应地增长;

（2）在深槽托辊组的设计中，通常侧辊的槽角应大于等于45°，以保证足够的装料深度，但需要考虑输送带成槽性的问题。槽角一般可取60°～75°。采用四辊式双排对称深槽角托辊组则可大幅提高摩擦力，相对五辊结构而言，便于制造、安装及维修，减少了运行阻力;双排辊子重合处没有尖角，最大限度减少了输送带的磨损，延长了输送带的使用寿命。

3.2 采用花纹輸送带

采用花纹输送带，可有效遏制物料在输送带表面向下的滑动趋势，提高物料上运的最大倾角。

花纹输送带型号规格：B1200，ST2000，人字形花纹，凸纹高度8mm，凸纹间距200mm，凸纹宽度30mm，本工程采用ST2000，是为了验证其成槽性，为以后实际应用设计作准备。

3.3 采用变频驱动装置，实现软启动

输送机启动时加速度过大也是造成物料下滑的主要原因之一。本机采用变频驱动装置，实现软启动，解决了输送机慢速启动问题。

3.4 清扫装置

花纹输送带清扫是一个难点，可采用振动、滚刷等清扫装置，鉴于本次样机试验的主要目的是测试物料实现向上大倾角输送的可靠性，故仅设置了普通的弹簧清扫器及空段清扫器，这个问题在实际应用设计时加以解决。

3.5 防大块滚落及头部导料装置

为防止物料输送过程中，大块圆形状的物料向下滚落，发生安全事故，设置防大块滚落装置。为防止物料输送到头部过渡展开段时，从输送带两侧滚落，设置了头部导料装置（图3）。

4 深槽带式输送机设计计算

带式输送机功率及张力计算执行国家标准GB50431～2008《带式输送机工程设计规范》及DIN22101-2002《连续搬运设备输送散料的带式输送机计算及参数选定基础》。考虑承载段在形成深槽过程中，双排中心对称布置的四辊式托辊对承载胶带挤压形成的运行阻力系数增大，模拟摩擦系数可取f=0.035～0.055。而回程段一般可按DTn通用带式输送机相应规范选取，计算功率时留有余地，选用电机功率备用系数为1.10～1.30。

4.1 原始参数的确定

4.2 阻力计算

（1）附加阻力F_N。加料段、加速段输送物料和输送带间的惯性阻力及摩擦阻力：

4.3 圆周力凡

4.4 输送机所需的运行功率

4.5 输送带张力计算

4.6 输送带强度校核

5 深槽带式输送机应用效果

通用带式输送机一般只适用于倾角为18“的输送线路，因此在提升高度较大时，必须用较长的输送机，这样，不仅增加了设备的投资，要求设备具有更大的空间，同时也增加了土建的投资。采用大倾角深槽型带式输送机可在较大的倾角下输送物料。以山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿主斜井提升带式输送机系统为例，提升高度246m，井下机长582m，提升倾角25“。若采用倾角为18。的通用带式输送机，则井下机长需达到796ma采用深槽带式输送机缩短机长和斜井巷道长度214m，按1m巷道的建井费用为1万元，矿建投资估计可节省214万元，带式输送机的设备费用可减少近10万元;另一方面，采用大倾角深槽型带式输送机输送物料，按Q=600t/h计算，输送能力是现有输送物料方式的4倍，运行成本也大为降低，每年可增效、节约资金上千万元。

深槽带式输送机与其他形式的大倾角带式输送机相比，结构简单、运行可靠;可以对需要增加运输量的输送机系统进行改造，特别适用于倾角达28～35°的输送系统。

参考文献：

[1]宋伟刚.散状物料带式输送机设计[M].沈阳：东北大学出版社，2000.

[2]韩刚，万小金.深槽角带式输送机增大倾角的机理分析[J].起重运输机械，2006（5）.

[3]宋伟刚.特种带式输送机设计[M].北京：机械工业出版社，2007.

[4]李新宇，李建中.深槽带式输送机的设计[J].起重运输机械，2012（4）.

[5]张卫花.深槽带式输送机设计与研究[J].四川水泥，2015（1）.

[6]周湘.深槽带式输送机输送量的计算[J].煤矿机电，2017（6）.

[7]郝丽娅.煤矿井下大倾角带式输送机设计要点及实际应用调研[J].煤矿机械，2019（3）.

收稿日期;2019-10-14

作者简介：李新宇（1978-），男，高级工程师，主要从事矿山、建材、港口、煤矿、钢铁等行业带式输送机工程设计及托辊部件研究。