增加带速,提高皮带机通过能力的探索
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提高带速，增加皮带机通过能力的探索
武汉钢铁公司工业港贺超武
一九九八年八月
提高带速，增加皮带机通过能力的探索
混匀堆料机是混匀工艺中的一个关键设备，其性能如何关系到混匀生产能否顺利进行和混匀工艺能否达到最佳效果。
１．存在的问题
武汉钢铁公司工业港DBH1900/30型混匀堆料机悬臂皮带机的原设计通过能力为1900吨/小时（当地面皮带机以1500吨/小时上料、堆料机以30.5m/min后退时, 悬臂皮带机上的料流量为1870吨/小时）。
但是在实际生产过程，当地面皮带机料流达到1000吨/小时后，驱动轮与皮带之间出现打滑现象，随后皮带即被压死。
由于这个原因，混匀建堆的日产量受到严重制约，直接威胁到混匀料场能力的达标；其次，当料堆达到一定高度时，由于受到堆料机能力的限制，每一料层无法铺满整个料堆表面，使堆料过程呈为极不理想状况，严重影响混匀效率的发挥。
2、原因分析及改进
首先，用尤拉公式对打滑问题进行验算。
为了保证不打滑，驱动轮处的皮带绕入端和绕出端的张力之比必须满足：
S入/S出≤eμα
计算发现，堆料机的悬臂皮带机在设计最大载荷时不能满足以上条件。
分析皮带机的构造发现，由于驱动轮在承载段的开始端，张紧装置位于驱动轮皮带绕入端，绕入端张力S入在克服全部运行阻力后，到皮带绕出端时张力衰减过大，从而使S入/S出比值过大。
其次，对承载段皮带的悬垂度进行验算。
我们知道，过大的悬垂度会使皮带运行阻力加大，局部倾角过大，物料在皮带上打滑。
为了保证悬垂度不过大，要求承载段的张力不能太小，即
S≥5（q物+q带）lcosβ
验算表明，落料点后十个托辊组内的皮带悬垂度过大。
从以上分析可知，皮带打滑被压死的原因是①原设计中尤拉条件不能满足以及②承载段悬垂度过大，而解决打滑问题的途径有两个：
①改变皮带机结构。
比如将驱动轮移到皮带机头部，以改变皮带的张力分布，提高承载段的张力，使之满足以上两个条件。
但是由于悬臂很长，在其头部增加的重量将对悬臂和整机平衡以及悬臂的受力产生不利影响。
②在现有结构条件下，改变皮带机的有关参数，以满足以上两个条件。
首先可改变的是皮带机的固有结构参数。
如通过移动增面轮位置增加包围角:加大张紧轮重量增加初始张紧力等。
这些可在一定程度上减小打滑的可能,但是受结构空间及皮带受力的限制,可改变的范围有限，经过初步验算可知，无法彻底地解决问题。
为此我们提出用提高皮带机带速为主、其他方法为辅的办法解决打滑问题。
依据如下：我们知道，承载段皮带的运行阻力为:
W = (q0+q物)(ωL±H)
其中：q0----运动部分的线载荷（包括托辊和皮带）
q物---物料的线载荷，q物=Q/0.36v
ω---皮带在托辊上的运行阻力系数
L----承载段长度
H----承载段提升高度
Q----皮带机的料流量
v----皮带的线速度
即W = (q0+Q/0.36V)(ωL±H)
显然，当皮带线速度v提高时，物料的线载荷q物降低，皮带的运行阻力W下降，从而可提高驱动轮绕出点的皮带张力S出，而绕入点的皮带张力S入则仅取决于张紧装置的重量，所以S入/ S出之值可以降低。
如果进一步加大围包角，可以加大eμα值；适当增加张紧装置的重量，可以进一步降低S入/ S出之值。
为了减小改动量，我们设想通过加大驱动轮的直径来提高皮带线速度。
如果将原来φ800的驱动轮增加到φ1000，则皮带线速度将由2.5m/s提高到3.14m/s，提高了25.6%。
计算皮带张力可知，驱动轮绕出点的皮带张力提高了一倍以上。
验算尤拉公式可知，S入/S出的值降低约70%，接近满足尤拉公式。
如果同时移动增面轮位置以加大围包角和适当加大配重以增加初始张紧力，可以使以上比值达到尤拉公式要求。
验算电机功率也满足，不需作更大的改动。
其次，验算承载段悬垂度可知，做以上改动后仅第一组托辊间的悬垂度超过允许值，可增加一组托辊加以解决。
从以上验算可以看出，只须做很小的改动提高带速、增加围包角
和初始张紧力后，对解决皮带打滑问题将会有很显著的效果。
按照以上方案，我们进行了实际改造。
生产实践表明，堆料机悬臂皮带机的通过能力从≤1000t/h提高到1900t/h，达到了设计水平。
3、提高带速的效果分析和推广意义
①从以上实例可以看出，提高带速可以使皮带机的生产率大大提高，这一点对于发展大型高效的散料装卸设备特别具有意义，可应用于皮带机的设计和改造中。
②提高带速后，物料线载荷下降，使皮带张力和物料截面积减小，从而可以选用衬层更少、宽度更窄的皮带，降低成本；虽然物料、护皮、清扫器等对皮带面胶的磨损有所加剧，但是皮带机的生产率提高和皮带张力减小有利于延长皮带寿命；另外由于物料线载荷减小，托辊轴承的受力减小，寿命会有所提高。
