DTL80/19/355型固定带式胶带输送机张紧装置的技术改造
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摘要：胶带输送机因其生产效率高、输送量大、能源消耗低等特点，被广泛用于煤炭、矿山等工业领域。张紧装置是胶带输送机的重要组成部分，其主要作用是保证输送带与传动滚筒不打滑，并限制输送带在托辊组间的下垂度，使输送机正常运行，其性能好坏直接影响着胶带机的工作。本文通过对磨矿主斜井钢芯胶带机张紧装置的分析，指出当前使用的张紧装置存在的不足，并对张紧装置进行了技术改造设计。
关键词：胶带 输送机 张紧装置 技术改造
中图分类号：TQ336文献标识码： A
1.简介:
磨心坡煤矿主斜井位于磨矿地面工业广场范围内，斜井位置标高为+218.344m，坡度11.17°，斜长2532m。胶带斜井下落平点与-220m水平煤仓相联，主斜井选用两台dtl80/19/355型固定带式胶带输送机。胶带选用ST1600钢丝绳芯胶带，胶带宽度B=800mm，输送长度L=1265m/台，运量Q=200t/h，带速V=2.5m/s，电动机功率P=355kW。上段（1#）胶带输送机采用机头液压自动张紧装置，基本能够自动实现皮带启动及运行时张力大小，下段（2#）胶带输送机采用机尾重锤车式张紧装置，生产厂家提供的配重不能满足胶带输送机的运行要求。
2.张紧装置改造的必要性
因该胶带输送机顷角小，仅11.17°，生产厂家设计的张紧方式，有摩擦阻力存在而产生死区，造成配重无限加大，张紧力仍不能满足胶带机运行，出现输送带在托辊组间及机尾段下垂，造成胶带输送机跑偏及拖底，甚至造成连接重载车的钢丝绳断裂现象，故必须对该张紧装置进行技术改造。
3.张紧装置改造的技术方案
3.1张紧装置方式选择
张紧装置通常有螺旋式、垂直重锤式，重载车式，电动绞车，回柱绞车，液压自动张紧装置型式。根据拉紧力，张紧行程的大小和张紧装置所处位置进行选择。张紧装置使用范围：
（1）螺旋张紧：用于短距离，小功率的输送机上。
（2）垂直重锤张紧：张紧行程是可变的，可随着拉力的变化而自动补偿输送带的伸长量。
（3）重锤车式：适于距离长，功率大的倾斜输送带。
（4）固定式绞车张紧：用于长距离大行程，大运量，大拉紧力的带式输送机。在重锤行程范围内要加限位开关和防护栅栏保证安全正常工作。
（5）液压自动张紧装置：①响应快，皮带机启动时松边的皮带能够被及时拉紧，大大改善了皮带机的启动特性。②能够自动实现皮带启动时的张力大，正常运行时的张力小，以满足皮带启动时防止打滑及皮带正常运行时对张紧力的不同要求。既满足了运行要求又节约了能耗并延长了皮带的使用寿命。
磨矿主斜井下段（2#）胶带输送机现采用的是重锤车式张紧装置，由于机尾巷道空间有限，故液压自动张紧装置无法采用，因此选用垂直重锤张紧方式。
3.2拉紧装置拉紧力计算
磨矿主斜井下段（2#）选用DTL80/19/355型固定带式胶带输送机，胶带选用ST1600钢丝绳芯胶带，胶带宽度B=800mm，输送长度L=1265m、运量Q=200t/h、带速V=2.5m/s、功率P=355kW、减速器驱动。
已知量：
模拟摩擦因数：
传动滚筒摩擦系数： 传动效率：
反馈传动效率：摩擦力备用系数：
重力加速度：钢丝绳芯胶带的强度：
承载分支中一组托辊旋转部分的质量：
回程分支中一组托辊旋转部分的质量：
承载分支（上）托辊的间距：
回程分支（下）托辊的间距：
3.2.1运行阻力
3.2.1.1主要阻力
计算公式：
式中，为每米长输送带的质量，为每米长输送煤炭的质量，为承载分支中托辊每米长旋转部分的质量，为回程分支中托辊每米长旋转部分的质量。
根据上述已知量，可得：
经计算得主要阻力：
3.2.1.2附加阻力
对于长距离的胶带输送机，附加阻力明显小于主要主力，这时，在计算中把附加阻力划到主要阻力中去，以简化运行阻力计算。具体方法是把主要阻力乘以系数，即。
3.2.1.3特种主要阻力
计算公式为：
按重载段为等长三托辊、前倾斜计算：（由于不设裙板，故）
式中，槽型系数：；
承载托辊与输送带间的摩擦因数：
装有前倾托辊的区段长度：
3.2.1.4特种附加阻力
计算公式为：
式中输送带清扫器摩擦阻力为；梨式卸煤器摩擦阻力为。
根据已知量，可得：
清扫器与输送带间的摩擦因数：
输送带与清扫器间的压力：
输送带与清扫器的接触面积：=0.002
梨式卸煤器的阻力系数为
根据计算公式，可得
经计算得
3.2.1.5倾斜阻力
倾斜阻力计算式为：
3.2.1.6牵引力(圆周力)
3.2.2胶带张力、托辊间垂度计算及胶带强度校核
3.2.2.1胶带各点张力计算
按启动时的工况求出、，取摩擦力备用系数、，则有
正常运行时各点张力：
（1）空段阻力，忽略传动部分长度，则有
（2）重段阻力
（考虑力的方向）
（考虑力的方向）
3.2.2.2校核垂度
由各点的张力计算可知，重段最小张力点在图位置5；空段最小张力点在位置4。
（1）重段垂度所需的最小张力为：
，通过
（2）空段垂度所需要的最小张力为：
，通过
（3）校核胶带安全系数：
通过
（4）拉紧装置应具有的拉紧力为：
通过上述计算可得，磨矿主斜井下段（2#）胶带机张紧装置需要的拉紧力。
胶带输送机机尾重锤车式张紧装置，需要配重的重量：
Q=5000/sin11.170=5000/0.1937=25.8t，为保证胶带输送机机正常运行，需要配重25.8t，现有的3t配重是不能满足运行需要的。
采用垂直配重方式则配重为5吨。
4.效果分析
4.1张紧装置较小的配重就能满足胶带张紧的需要，配重的大小基本对等反应到胶带的张紧力。
4.2张紧行程是可变的，可随着拉力的变化而自动补偿输送带的伸长量。
4.3垂直重锤式张紧结构简单，占用空间及配重小，拉紧效果明显。
4.4 通过改造后，张紧装置更加稳定，月故障时间降低6-8小时，增加原煤约1200吨，创造价值48万。
4.5张紧装置的稳定运行，消除输送带下垂、跑偏，使胶带输送机正常稳定运行。
5.结论
垂直重锤式张紧装置一般用在固定安装的胶带输送机尾部，它靠重锤力量将输送带张紧，调节张紧力依靠增加或减少重锤重量来实现。其理论上能保持张紧力恒定，可以完全起到应有张紧作用，且工作的可靠性最强适用于上运、平运、下运，对使用环境没有特殊的要求，值得推广。
参考资料:
[1]《煤矿安全规程》煤炭工业出版社国家煤矿安全监察局编 2011
[2]《矿井运输提升》 中国矿业大学出版洪晓华主编2007