张集矿北区煤场可逆胶带机延长改造选型计算

张集矿北区煤场可逆胶带机延长改造选型计算

张维山

淮南矿业集团煤矿勘察设计院安徽淮南232001

摘要：针对张集矿北区煤场可逆胶带机延长改造的现状，通过对胶带机正转（或反转）时驱动滚筒电机功率配比分析比较，在充分利用现有胶带机设备的前提下，提出该可逆胶带机延长改造的最优方案，其对类似可逆胶带机的选型具有一定的借鉴意义。

关键词：可逆胶带机；延长改造；计算

张集矿为了适应煤炭市场的变化，北区煤场需扩大改造提高储量；为了充分发挥堆取料机在煤场落煤、返煤能力强的优势，与堆取料机配套的现有可逆胶带机需延长改造。

一、可逆胶带机现状

该胶带机是堆取料机配套设备，为可逆胶带机：堆料机堆煤时，胶带机向东正转；取料机取煤时，胶带机反转。

该胶带机机头、机尾各安装一套驱动装置，配置如下：传动滚筒（φ1000）+减速机（型号M3PSF50+FAN,i=31.5）+防爆电机（YB280M-4型，功率90kW、1488rpm、660V)。

胶带机运输能力：Q=1220t/h（堆料），Q′＝1000t/h（取料）；带宽B＝1.4m，带速V＝2.5m/s，安装长度L＝140m，提升高度H＝9.7m。

二、可逆胶带机延长改造选型计算

改造后可逆胶带机向机头方向延长150m，即整机安装长度L＝290（m），保持胶带机运输能力不变：Q=1220t/h（堆料），Q′＝1000t/h（取料），带宽1.4m不变，带速2.5m/s不变；

可逆胶带机改造后布置示意见下图

初选整芯胶带（PVG800S），每米胶带自重q0=23.5Kg/m；每米物料重量q=135.5Kg/m

每米机长上托辊转动部分重量q′＝20.5Kg/m；每米机长下托辊转动部分重量q″＝7.3Kg/m；上托辊运行阻力系数ω1取0.035；下托辊运行阻力系数ω2取0.035

1）堆取料机落煤（即胶带机正转）时，机头、机尾驱动滚筒电动机功率配比分析

a、计算胶带机运行阻力（Kg）

上分支运行主要阻力W4～１=3136（Kg），上分支运行附加阻力WF上=794（Kg）；

上分支运行阻力Ws＝=3930（Kg）

下分支运行主要阻力W２～３=313（Kg），下分支运行附加阻力WF下=67（Kg）；

下分支运行阻力WX＝380（Kg）

b、胶带机正转主要点张力

S2为传动滚筒奔离点张力；围包角取200°；胶面滚筒u=0.35。

为保证胶带不打滑，根据尤拉公式列以下4联立方程：

S1=S2×eua＝3.4S2（1）；S1=S4+Ws=S4+3930（2）；S3=S4×eua＝3.4S4（3）

S3=S2+WX=S2+380（4）

解联立方程得：S1＝4425（Kg）；S2=1302（Kg）；S3=1683（Kg）；S4＝495（Kg）

机头驱动滚筒圆周力FⅠ＝3123（Kg）；机尾驱动滚筒圆周力FⅡ＝1188（Kg）

驱动滚筒总圆周力F＝4311（Kg）

Ⅰ、Ⅱ驱动滚筒圆周力配比i=FⅠ/FⅡ≈2.63

c、胶带机传动装置轴功率N0=F*V/100=107kW

d、胶带机电动机功率N=K×N0=1.4×107=150kW

当机头、机尾驱动滚筒电动机功率配比按PⅠ:PⅡ=3:1配置时，机头驱动滚筒Ⅰ电动机功率计算150×3&pide;4=112kW；机尾驱动滚筒Ⅱ电动机功率计算150×1&pide;4=37.5kW；

当机头、机尾驱动滚筒电动机功率配比按PⅠ:PⅡ=2:1配置时，机头驱动滚筒Ⅰ电动机功率计算150×2&pide;3=100kW；机尾驱动滚筒Ⅱ电动机功率计算150×1&pide;3=50kW。

2）堆取料机取煤（即胶带机反转）时，机尾、机头驱动滚筒电动机功率配比分析

a、计算胶带机运行阻力（Kg）

上分支运行主要阻力W1～4=1573（Kg），上分支运行附加阻力WF上=794（Kg）；

上分支运行阻力Ws=2367（Kg）

下分支运行主要阻力W3～2=313（Kg），下分支运行附加阻力WF下=67（Kg）；

下分支运行阻力WX=380（Kg）

b、胶带机反转主要点张力

S3为传动滚筒奔离点张力；围包角取200°；胶面滚筒u=0.35。

为保证胶带不打滑，根据尤拉公式列以下4联立方程：

S4=S3×eua＝3.4S3（1）；S4=S1+Ws=S1+2367（2）；S2=S1×eua＝3.4S1（3）

S2=S3+WX=S3+380（4）

解联立方程得：S4＝2714（Kg）；S3=798（Kg）；S2=1180（Kg）；S1＝347（Kg）

机尾驱动滚筒圆周力FⅡ＝1916（Kg）；机头驱动滚筒圆周力FⅠ＝833（Kg）

驱动滚筒总圆周力F＝2749（Kg）

Ⅱ、Ⅰ驱动滚筒圆周力配比i=FⅡ/FⅠ≈2.3

c、胶带机传动装置轴功率N0=F*V/100=68.7kw

d、电动机功率N=K×N0=1.4×68.7=96kw

当机尾、机头驱动滚筒电动机功率配比按PⅡ:PⅠ=3:1配置时，机尾驱动滚筒Ⅱ电动机功率计算96×3&pide;4=72kw；机头驱动滚筒Ⅰ电动机功率计算96×1&pide;4=24kw。

当机尾、机头驱动滚筒电动机功率配比按PⅡ:PⅠ=2:1配置时，机尾驱动滚筒Ⅱ电动机功率计算96×2&pide;3=64kw；机头驱动滚筒Ⅰ电动机功率计算96×1&pide;3=32kw。

三、胶带机延长改造方案

根据以上胶带机正、反转工况计算可知，机头驱动滚筒Ⅰ电动机功率PⅠ≤112kw，机尾驱动滚筒Ⅱ电动机功率PⅡ≤72kw；

机头驱动滚筒Ⅰ现有的驱动装置电动机功率不能满足改造后工况要求，需更换；机尾驱动滚筒Ⅱ现有的一套驱动装置配置不变；本设计改造方案如下：

可逆胶带机向机头方向延长150m，保持胶带机运输能力不变：Q=1220t/h（堆料），Q′＝1000t/h（取料），带宽1.4m不变，带速2.5m/s不变；

机尾驱动滚筒Ⅱ现有的一套驱动装置配置不变；机头驱动滚筒Ⅰ继续使用（仍为φ1000），仅更换一套132kW电机驱动装置等；驱动装置主要包括：一台防爆电机（型号YB2-315M1-4/132Kw/660V）；一台减速机（M3PSF60+FANi=31.5）；一台偶合器(带制动轮)YOXⅡZ560；一台制动器YWZ5-400/121等；

参考文献

[1]孙可文.带式输送机的传动理论与设计计算.北京：煤炭工业出版社，1991.