带式输送机在安装调试过程中需关注的几个设计要素.pdf

第 3 6卷 第 6期 2 0 1 4年 6月 华 电技 术 Hu a d i a n Te c h n o l o g y Vo l _ 3 6 No 6 J u n 2 01 4 带式输送机在安装调试过程 中需关注 的 几个设计要素 韦公 勋 ， 刘天军 ， 王立波 ( 华 电重工股份有 限公 司， 北 京1 0 0 1 7 0 ) 摘要： 介绍了液力耦合器的工作原理， 分析了液力耦合器传递功率、 制动力矩和制动器上闸时间、 拉紧力和拉紧滚筒初 始位置对带式输送机工作状态的影响， 论述了在安装调试过程中应关注的几个设计要素。 关键词： 带式输送机； 液力耦合器； 制动器； 拉紧力； 滚筒； 调整 ； 初始位置 中图分类号 ： T H 2 2 2 文献标 志码 ： B 文章编号 ： 1 6 7 41 9 5 1 ( 2 0 1 4 ) 0 6 0 0 2 6 0 2 0 引言 带式输送机具有建设周期短 、 运营成本低 、 稳定 可靠及易于 自动化控制等优点 ， 其设计技术 、 制造手 段 已非常成熟 ， 在散 状物料输送行业 被广泛应用 。 常规带式输送机 的技术含量 和制造精度不高 ， 我 国 众多企业 ( 包括较多 民营企业 ) 都有带式输送 机的 设计和制造能力。 目前 ， 使用单位直接与带式输送 机制造厂合作完成带式输送机工程建设 已成为一种 业务模式。使用单位提出使用要求并组织带式输送 机的安装调试和运行维护 ； 制造厂按照使用单位 的 要求 ， 负责带式输送机的设计 和制造。使用单位在 带式输送机运行维护方面具有丰富的经验 ， 制造厂 则侧重带式输送机的设计和制造环节。由于双方分 工侧重点不同， 作为双方配合接 口的技术交底和现 场指导工作却落实不到位 ， 在设备安装 和调试过程 中 ， 一些技术细节往往被忽视 ， 导致设备不能正常工 作或发生设备损坏事故。本文在输送机工程实践 的 基础上， 对带式输送机安装调试过程中需关注 的几 个设计要素进行分析和说 明， 以飨同行 。 1 液力耦合器 的实际传递功 率 液力耦合器通过泵轮带动传动液 ， 传动液推动 涡轮实现功率的传递。由于传动介质为液体， 在启 动过程 中， 传动液 由液力耦合器底部逐渐 流人外侧 圆周分部的工作腔 ， 实现带式输送机相对平稳启动。 液力耦合器传递功率的范围较大 ， 在一般情况下 ， 液 力耦合 器传 递 的 最大 功 率约 为 最小 传 递 功率 的 2倍 。 液力耦合器传递扭矩 收稿 日期 ： 2 0 1 4 0 51 3 ； 修 回日期 ： 2 0 1 4 0 5 2 8 T =P q ( l R 2一1) u 2 R 1 )， ( 1 ) 式中： T为液力耦合器传递的转矩 ； P为工作液的密 度 ； g 为工作腔内液体体积流量 ； ， 为 叶轮进出 口处液流速度 ； R ， 为叶轮进出口半径。 由式( 1 ) 可知 ， 液力耦合器传递扭矩在 允许 的 充液范围内与充液量成正 比。在设计过程中 ， 技术 人员通过带式输送机的轴功率来确定电动机和液力 耦合器型号。为避免满载启动时产生过大的惯性冲 击力而损坏设备甚至造成人 员伤亡 ， 设计人员在计 算过程 中设定适宜的带式输送机启动加速度 。为了 保障带式输送机较小的启动加速度 ， 同时避免传递 功率不足导致满载启动困难 ， 必须根据带式输送机 的轴功率严格控制液力耦合器的加液量 。由于不 同 厂家 、 不同型号液力耦合器的功率曲线互不相同， 根 据每套驱动单元需要的输 出功率 ， 对照液力耦合器 厂家提供的说明书进行查对后 ， 再确认 加液量。以 广 东 中 兴 Y O X 液 力 耦 合 器 (电 动 机 转 速 1 0 0 0 r mi n ) 为例 ， 充 液 量 为 5 0 时， 传 递 功率 为 3 4 0 k W； 充液量为 7 0 时 ， 传递功率为 7 0 0 k W， 液力 耦合器传递功率与充油率关系如图 1 所示 。设计单 位应在安装调试手册 中给出每台带式输送机 的驱动 功率或具体 的液力耦合器加 液量 ， 安装调试单位应 按安装调试手册给定数值和液力耦合器说明书的要 求准确添加液力耦合器传动液。 2 制动器的调整 在带式输送机停车过程 中， 制动器为控制带式 输送机停车减速度和停车时间的主要部件 ， 为避免 带式输送机停车减速度过大和对尾部滚筒 、 拉 紧单 元等部件产生过大的惯性力 ， 在安装调试过程中， 应 根据带式输送机 的计算结果对制动器做如下调整 ： ( 1 ) 制 动器 的许用制 动力矩范 围较 大 ， 为实现 第 6期 韦公勋 ， 等： 带式输送机在安装调试过程 中需关注的几个设计要素 2 7 图 1 Y O X s 液力耦合器传递功率 与充油率 关 系曲线 设计计算的停车减速度 ， 应按照安装调试 手册 中设 定值的要求调整制动器的制动力矩。 ( 2 ) 为实现平稳停车制动 ， 可根据带式输送机 的惯性质量和运行速度来控制制动器的上 闸时间。 当带式输送机主电动机断 电后 ， 在各种阻力的作用 下 ， 带式输送机速度逐渐下降 ， 当带速降到一定数值 时， 制动器开始上闸， 在实现较小停车冲击的同时， 应尽量减小制动器闸瓦的磨损。 ( 3 ) 为避免系统突然断电造成带式输送机 的快 速停车 ， 可适 当调整制动器 的回油孔隙。通过 回油 孔隙的变化来调整制动器 ， 以达到设定制动力矩 的 时间要求 ， 使 带式输 送机 的停 车减 速度满 足设 计 条件。 3 拉紧力的调整 在设计带式输送机时 ， 需根据垂度条件和不打 滑条件来确定拉紧力的大小 。在计算过程 中， 模拟 了摩擦因数 、 滚筒与皮带之间的摩擦因数 、 启动系数 及各部件 的运行阻力等 因素 ， 包含 了诸多的人为经 验因素。设计 的拉紧力与设备实际需要的拉紧力有 一 定差别。因此 ， 为避免滚筒 、 胶带 、 滚筒支架等部 件承受较大的拉力 ， 设计人员应在安装手册 中明确 初次拉紧配重数量或液压拉 紧力 的设定值 ； 安装单 位应根据安装手册的要求调整带式输送机的初始拉 紧力 ， 在调试过程 中， 根据打滑情况可适 当调整拉紧 力的大小。 4拉紧滚筒初始位置的确定 拉紧滚筒应在各种工况条件下处在有效 的行程 范围内， 以保证拉紧效果。对于拉紧滚筒初始位置 的确定 ， 通常需要考虑以下 3个方面的因素。 ( 1 ) 胶带的伸长量 。胶带安装后 ， 在拉 紧力 的 作用下 ， 发生弹性 变形 ， 胶带 长度会相应增加 ； 随着 带式输送机的运行 ， 胶带 内部的原始应力逐渐得到 释放 ， 胶带也会有一定程度的加长。 ( 2 ) 拉紧滚筒的浮动范 围。带式输送 机在启动 或停机过程 中， 在惯性力的冲击下 ， 拉紧滚筒会在一 定范围内移动。在安装时 ， 需要在拉 紧滚筒 的两侧 留有安全空间 ， 避免在惯性冲击力的作用下拉紧滚 筒达到极限位置 ， 造成打滑或撞击限位挡块甚至损 坏设备 。 ( 3 ) 环境温度。在使用环境 高、 低温度 差别较 大的情况下 ， 在确定拉 紧滚筒 的初始位置 时需考虑 胶带随温度变化而发生的长度变化 。钢绳芯胶带的 线膨胀 系数为 1 2 0 X 1 0 ， 尼龙胶 带 的线膨胀 系数为 8 3 7 6 1 0 C。 以冬季和夏季高 、 低温 差 5 0计算 ， 以尼龙胶带长度为 3 0 0m 的带式输送 机为例 ， 由于温度原因导致胶带伸长或缩短， 使拉紧 滚筒移动 的距离为 d = k At L = 8 1 0一 X 5 03 0 0=1 2( m)， ( 2 ) 式 中： 下标 t 为温度 ； k 为胶带的线膨胀系数 ； A t 为环 境最大温差 ； 为带式输送机长度 。 由式( 2 ) 可知 ， 拉紧滚筒 的行程范 围与环境 温 差 、 带式输送机长度成正 比， 在温差大 、 带式输送机 单机长度较大的情况下 ， 拉紧滚筒 的行程变化范围 较大。所以， 需根据胶带硫化时的温度 、 带式输送机 长度 ， 结合环境的最高 、 最低温度适当调整拉紧滚筒 的初始位置。 5 结束语 为保证设备安全 、 可靠地使用 ， 实现设计意 图， 在带式输送机安装调试过程 中， 需根据设计要求落 实液力耦合器加液量 、 拉紧力及拉紧滚筒的初始位 置 、 制动力矩及制动时间等设计要素。 ( 本文责编 ： 王书平) 作者简介 ： 韦公勋( 1 9 6 6 一) ， 男， 辽宁沈阳人， 高级工程师，