0、前言
超大功率高速強(qiáng)力
帶式輸送機(jī)驅(qū)動功率3×1400 kW，帶速4.5m/s，輸送帶強(qiáng)度達(dá)到ST4500 N．是集國內(nèi)外輸送機(jī)先進(jìn)技術(shù)而設(shè)計、制造、安裝調(diào)試，采用ISO設(shè)計方法進(jìn)行設(shè)計計算，并用動態(tài)分析軟件對各種工況進(jìn)行精確的分析和計算，并以此結(jié)果作為總體布置、受力分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計、零部件選型的依據(jù)，保證了設(shè)計的可靠性和先進(jìn)性。
本文介紹了該機(jī)的設(shè)計及制造的主要方式：設(shè)計理論、主要技術(shù)參數(shù)、設(shè)計計算方法、啟／制動控制方法及主要部件配置等內(nèi)容。
1、超大功率高速強(qiáng)力帶式輸送機(jī)設(shè)計與選型
1.1原始技術(shù)參數(shù)
該帶式輸送機(jī)是為了滿足600萬t礦石原料輸送而設(shè)計制造，輸送長度2 400 m，提升高度364 m，項目實施地點(diǎn)山巒起伏，地形復(fù)雜，輸送機(jī)絕大部分在隧道內(nèi)布置，頭部部分露天布置。輸送物料為鐵礦石，粒度≤300 mm，礦石比重2.3t/m3，靜安息角37°，動安息角10—15°，3班制生產(chǎn)，連續(xù)運(yùn)行，控制方式采用集中控制和就地控制。
1.2總體方案設(shè)計
(1)技術(shù)參數(shù)
輸送機(jī)水平長度/m 2 400.6
輸送高差/m 364
輸送帶速度/m．s- 4.5
輸送機(jī)寬度/mrn 1 200
輸送帶強(qiáng)度/N.mm-1 4 500
傾斜角度／(。)11.43
輸送物料 礦石
拉緊形式 重錘拉緊
礦石比重／t·m-3 2.3
礦石粒度/mm 0～300
電機(jī)型號 11A4504-4AN
小時最大輸送能力，t．h-1 2 200
啟動方式 CST1950K
電機(jī)功率/kW 3xl 400
(2)輸送機(jī)工藝圖
本帶式輸送機(jī)由于提升高度較大，工作地點(diǎn)在隧道內(nèi)，故設(shè)計中考慮經(jīng)濟(jì)性及施工便捷的原則，采用較小帶寬及較高帶速的設(shè)計方案。采用頭部三電機(jī)雙滾筒驅(qū)動，有效地降低輸送帶最大張力：凸弧半徑R200 m，凹弧半徑R300 m，尾部重錘張緊．張緊力最小；為控制輸送帶跑偏，上托輥采用前傾槽形托輥，前傾角度10，下托輥采用V形前傾托輥：頭部滾筒處設(shè)置H、P形合金掃器1套，頭部及尾部輸送帶非工作面設(shè)置2道空段清掃器，頭部第1道清掃器前設(shè)置滾刷清掃器：頭部改向滾筒處安裝逆止器一套，防止逆轉(zhuǎn)。
2、主要設(shè)備選型
(1)驅(qū)動裝置布置方式
驅(qū)動裝置采用型號CST1950K的可控起／停傳動裝置(CST)加電機(jī)、聯(lián)軸器、制動器方式，制動器采用盤式制動器。CST裝置要求現(xiàn)場可調(diào)加、減速曲線，可調(diào)驗帶速，每臺CST最大功率（力矩）限制值。具有功率及負(fù)載過載保護(hù)能力，以保護(hù)輸送機(jī)部件（輸送帶、滾筒、托輥、軸承等）及驅(qū)動器部件（齒輪、軸承）由于過載產(chǎn)生損害。
(2)制動器
制動器可有效控制帶式輸送機(jī)的制動力矩及制動時間，響應(yīng)速度快，保證帶式輸送機(jī)在重載緊急停車時制動要求。設(shè)計選用大型、重載帶式輸送機(jī)的西伯瑞公司的SHI251液壓盤式二級制動器．夾緊力達(dá)254～335 kN．安裝于頭部滾筒處。
(3)逆止器
滿足系統(tǒng)滿載停車時．在最不利條件下系統(tǒng)不發(fā)生逆轉(zhuǎn)。選用福克公司1185NRT型逆止器，逆止器承載能力達(dá)150%．額定扭矩為1012.185 kNm。扭矩越大，止動效果越好，在嚴(yán)重的粉塵情況下正常工作。
(4)滾筒
滾筒按作用力可分為傳動滾筒和改向滾筒．傳動滾筒是依據(jù)摩擦傳動原理，將驅(qū)動裝置與輸送帶有機(jī)聯(lián)系起來，以完成二者間的能量傳遞任務(wù)，保證了輸送機(jī)的可靠運(yùn)行。改向滾筒是用來改變輸送帶的送行方向的．同時因改變方向承載著來自輸送帶的張緊壓力。
滾筒各部分的設(shè)計壽命不小于10s旋轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度_滾筒軸為鍛件，軸在最大荷載下。在兩軸承之間的撓度值小于1/2 500,在兩輪轂處的轉(zhuǎn)角3'_4’，最大應(yīng)力≤55MPa。滾筒為鑄焊結(jié)構(gòu)，脹圈聯(lián)接，采用SKF軸承，整體軸承座，滾筒需做靜平衡試驗，并達(dá)到C40精度要求。
傳動滾筒表面無采用人字形干式鑄膠，鑄膠厚度為18 mm．改向滾筒及增面改向滾筒鑄膠厚度均為9 mm。
(5)托輥組
托輥選用高精度、旋轉(zhuǎn)阻力小、節(jié)能的NC托輥，軸承采用雙道密封的SKF大游隙軸承(ZZ防護(hù))，在制造過程中填充優(yōu)質(zhì)鋰基2號潤滑脂，使用期間無需補(bǔ)加潤滑脂．托輥的設(shè)計壽命應(yīng)達(dá)到了50 000 h。尤為重要的是該托輥的試驗旋轉(zhuǎn)阻力系數(shù)小于0.01．考慮到輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中存在的其他條件，計算帶式輸送機(jī)動力綜合摩擦系數(shù)可取0.020以下．而一般托輥綜合摩擦系數(shù)則需選用0.022一0.030．由此在節(jié)能及動力選擇效果上充分體現(xiàn)了較好的優(yōu)越性。
(6)輸送帶
鋼絲繩芯輸送帶內(nèi)鋪設(shè)橫向鋼絲抗撕裂層．使輸送帶能大量吸收能量，具有優(yōu)良的抗沖擊、抗撕裂性能，應(yīng)用在長距離、大功率、高強(qiáng)度的帶式輸送機(jī)上。本設(shè)計采用日本橫濱原裝進(jìn)口ST4500鋼絲繩芯輸送帶，上、下膠厚度10 mm、7 mm．鋼絲繩直徑8.8 mm，斷面鋼絲繩數(shù)量71根，接頭鋼絲繩與膠層的黏著力165 N/mm。
帶式輸送機(jī)輸送帶重要參數(shù)為安全系數(shù)．不同的設(shè)計方法及部件的選用將影響其變化。本次設(shè)計結(jié)果驗證：當(dāng)托輥綜合摩擦系數(shù)為0.025時．采用帶強(qiáng)ST4500，起動安全系數(shù)為6.04：當(dāng)托輥綜合摩擦系數(shù)為0,020時，采用帶強(qiáng)ST4500．起動安全系數(shù)為6.63，采用低摩擦系數(shù)的優(yōu)質(zhì)托輥可降低阻力、增加安全系數(shù)。
(7)控制系統(tǒng)
本機(jī)的控制系統(tǒng)為“分散控制．集中監(jiān)視和管理”，采用工業(yè)控制網(wǎng)PROFIBUS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在新建變電所控制柜內(nèi)預(yù)留與其他控制系統(tǒng)的接口．應(yīng)用PROFIBUS-DP通訊及點(diǎn)對點(diǎn)通訊．以滿足現(xiàn)場的整體作業(yè)。
3、結(jié)語
超大功率高速強(qiáng)力帶式輸送機(jī)項目工程地處礦區(qū)隧道之中．設(shè)計制造技術(shù)要求較高，地質(zhì)斷層多’施工難度大，是普通
帶式輸送機(jī)所無法比擬的，其順利實施，將提升我國重大裝備和產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平，攻克產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的重點(diǎn)技術(shù)瓶頸難題．促進(jìn)了國內(nèi)輸送機(jī)的發(fā)展。
