长达几十公里的矿山输送带怎么设计？设计原则和要点详细讲解
相比于常规带式输送机，长距离带式输送机因其输送距离长、功率大、转弯多、磨损大、地形波浪起伏大等特点，在设计过程中，需要根据实际情况进行优化设计，在平面转弯、胶带翻转、保护措施、驱动装置等方面与常规带式输送机都有较大差异。
01设计原则
在长距离带式输送机设计过程中，本着提高设备可靠性和降低工程造价的原则，同时考虑地形条件、安装难易度、检修维护的可操作性、供电供水布置、土建工程等因素，长距离带式输送机主要沿地形平缓的河谷地带布置，沿途尽可能避开村镇、现有建筑物、陡山、水域、地质条件恶劣地段，同时尽可能减少占用耕地，不破坏当地的生态环境。
输送机系统大部分采用钢结构架空栈桥形式，沿途跨越山谷、公路、河流和其他设施，其架空高度满足国家规定的限界要求，不影响原有设施的建设和道路通行。带式输送机全程设彩钢板密封，全程物料无裸露输送，不受雨水、风、雪等气候条件影响，避免了粉尘和噪声污染。输送系统中设有转运站、驱动站房和变电站，位置尽量靠近公路且在与现有公路的交汇点附近，方便安装运输和日常维护。
02设计要点
2.1 选用合理的缓冲受料装置
长距离带式输送机胶带的使用寿命需要采取措施给予保证，减小对胶带的冲击和磨损就是很主要的措施。带式输送机在受料点承受较大的冲击，在设计中要采用合理的技术和方法减少对胶带的冲击，除了降低落料高差，还要选用合理的缓冲设施。目前最为先进和适用的是带托板的整体式缓冲受料装置（见图），集合了缓冲托辊和缓冲床的优点。
一般缓冲托辊的间距布置在400 mm左右，胶带在两个缓冲托辊之间悬空运行，此时物料的冲击会对胶带产生很大的损伤，特别是块度较大并有尖锐棱角的物料或是尖形的异物（铁钎、衬板等），一旦落在两个托辊之间的胶带上，就会将胶带穿透、割伤，如果不及时处理，就会将整条胶带豁为两条，这对大型钢绳芯胶带的破坏是致命的。为此，在各个缓冲托辊之间，设计了一种刚性的托板，正常运行时胶带与托板不接触，一旦有大块物料和异物冲击胶带，胶带就会因为受力变形后与刚性的托板接触，托板对物料和铁器产生反弹，避免物料及异物划伤胶带。
2.2 管状皮带的成管与展开必须满足渐进原则
输送带由平形变成圆管的过渡段设置要满足渐进原则。过渡段的长度主要决定于输送带允许的伸长率和物料被逐渐卷到圆管范围内的要求。过渡段输送带由平形变成圆管，带的边缘会产生较大的附加变形，边缘的伸长应变可以类似槽型输送机的过渡段的计算进行，一般情况下过渡段的长度可取为圆管直径的25倍。
管状皮带
03. 选用适宜的输送带清扫装置
通常，用于带式输送机的清扫设施主要有刮板式清扫器、辊式清扫装置、刷式清扫装置、振动清扫装置、喷水器和刮水器清扫装置。可根据实际情况进行选择。
04. 输送带的翻转
输送带的翻转清扫是防止堵塞输送带下部空间和物料黏附于托辊组的根本措施。这种方法是借助导向托辊将输送机终端的回程输送带翻转180°，回空侧以干净的一面与下托辊接触，可以避免物料粘附到托辊上和沿输送机线路洒落黏结物，减轻输送带和托辊的磨损，提高了输送带覆盖层的利用率。胶带翻转装置的设置可以确保胶带承载边始终处于上方，一则避免胶带上黏附物料运行中抖落对输送沿线造成污染；二则减小胶带承载面和回程托辊的相互磨损，从而延长托辊和胶带的使用寿命。在延长胶带设备寿命的同时，还能够降低功率的消耗，体现节能降耗的设计理念。输送带的翻转方法主要有：自由翻转、强制翻转、定向翻转和管形翻转，前两种适用于带宽较窄的输送带，后两种适用于任何带宽的输送带，并在长距离带式输送机上广泛应用。根据输送带的强度不同，帆布芯输送带翻转长度为带宽的8~12倍，钢绳芯输送带的翻转长度为带宽的15~25倍。
05. 选用必须的机电保护装置
带式输送机在机电保护装置的保护下正常运行，当发生事故时对输送机的主要部件进行保护。（1）防止跑偏保护装置。对于长距离带式输送机除了设置调心托管组、合理布置前倾的侧托辊外，要根据带式输送机的长度及总体布置选用适当数量的跑偏自动调整装置。随带式输送机技术的发展，跑偏自动调整装置也多种多样，可根据其造价及使用的效果选用最为适用的跑偏自动调整装置。（2）带速检测保护装置。长距离带式输送机带速检测优先选用光学编码器。速度保护装置可选用测速发电动机式保护装置、磁感应发送器式保护装置或者接近开关式速度保护装置。（3）断带保护装置。为了防止输送带拉断后的下滑需设置捕捉器以进行断带保护，捕捉器的选择要反应迅速，尽可能短的制动时间和制动距离。另外，在输送机正常运行时不磨损输送带，不产生附加阻力，不降低输送机生产率。捕捉器的可靠性不受输送带物料装满程度和输送机安装倾角的影响。最常用的有楔形捕捉器和滚轮捕捉器。（4）金属杂物检测与清除装置。目前，主要采用金属检测器和除铁装置。除铁装置有带式除铁装置和悬挂式电磁除铁器。（5）纵向撕裂保护装置。输送带的防撕裂保护装置有发生撕裂后输送带外部变化的检测和内部状态变化的检测两类检测方式。
槽型皮带
06. 根据地形地貌合理布置平面转弯
对于长距离带式输送机，根据地形及障碍物的分布情况，平面转弯是必不可少的，进行平面转弯设计的核心是张力和转弯措施的设计。设计要点有以下几个方面：（1）输送机的线路设计，根据设备布置的地形条件初步设计输送机曲线段的曲率半径；（2）初步选定转弯措施以及相应的托辊组参数，托辊组的槽角应取25°~55°，内曲线抬高角的取值应小于5°，托棍的倾斜角度为1°~2°，托辊的倾斜角度应该设计成两个侧托辊前倾布置，以利于输送带的防跑偏；（3）计算各点张力，在转弯段计算弯曲段的阻力和弯曲段的张力；（4）验算弯曲段的转弯限制条件；（5）带式输送机一般都是用于长距离干线输送物料，要对其进行详细的动力学分析，并用此结果进一步验算转弯限制条件；（6）增设保护措施以确保输送机的转弯运行。
07. 选择合理节能的驱动装置
带式输送机的驱动装置除了满足日常的正常运行功能外，还要满足节能要求。对于长距离带式输送机的驱动设计主要从以下方面进行考虑：（1）驱动装置应具有良好的启动性，具有大的启动力矩以使输送机能够有载启动；（2）启动过程中具有足够小且合理的加速度以减少各承载部件的动载荷。（3）多电机驱动能使各电机的负载均匀；（4）启动和稳定运行阶段有可靠的过载保护能力；（5）驱动装置有良好的可控性，控制启动、停车时的速度、加减速度；（6）尽可能使电动机空载启动、错开启动时各电机的启动时间，减少电动机启动次数，可在输送机短时间停车时不必停电机；（7）驱动装置应包括自监控、自诊断功能的控制器；（8）尽可能地采用可控启/停传动装置。
来源：工程机械视点
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