彈性緩沖床在選煤廠輸煤系統(tǒng)的應(yīng)用

齊 悅

中煤科工集團(tuán)北京華宇工程有限公司 北京 100000

某礦井選煤廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 1.2 Mt/a，服務(wù)于本礦井及鄰礦井的長焰煤，采用重介與浮選聯(lián)合的選煤工藝，對(duì)精煤泥、尾煤泥分別采用壓濾與濃縮壓濾處理。原煤通過給煤機(jī)和帶式輸送機(jī)運(yùn)輸至原煤準(zhǔn)備車間，在車間內(nèi)通過振動(dòng)篩，將粒度大于 50 mm 的原煤篩選至帶式輸送機(jī)，大塊矸石人工選出，煤塊入破碎機(jī)破碎；粒度小于 50 mm 的原煤，混合運(yùn)至重介車間。在原煤篩選轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，大塊煤矸對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)的輸送帶沖擊較大，易造成輸送帶的磨損和跑偏，甚至撕裂。

1 現(xiàn)有緩沖設(shè)備

帶式輸送機(jī)落料點(diǎn)設(shè)置緩沖托輥或緩沖床，解決大塊轉(zhuǎn)載落料對(duì)輸送帶的沖擊。

1.1 緩沖托輥

緩沖托輥是第一代緩解落料對(duì)輸送帶的沖擊損傷，托輥表面圍包一層高彈性膠環(huán)，該膠環(huán)具有質(zhì)量輕、慣性小、韌性強(qiáng)等特點(diǎn)，有一定的緩沖能力[1-4]，但在使用過程中存在以下問題：

(1)緩沖托輥與輸送帶是線接觸，運(yùn)輸過程中，線膠塊狀物料集中沖擊接觸輸送帶，易出現(xiàn)撕裂；

(2)緩沖彈性材料對(duì)轉(zhuǎn)載落料沖擊力的吸收較弱，緩沖能力有限，長時(shí)間經(jīng)受大塊體落料的沖擊，托輥容易彎曲變形，緩沖失效，導(dǎo)致輸送帶撕裂；

(3)托輥之間的空白支撐區(qū)域，大塊煤矸料的尖銳面，易對(duì)輸送帶造成穿透性損傷；

(4)托輥表面圍包的高彈性膠環(huán)，維修成本較高；

(5)運(yùn)轉(zhuǎn)部件較多，維修工作量較大。

1.2 緩沖床

緩沖床安裝在轉(zhuǎn)載點(diǎn)的下方，由底部支架、緩沖載體、工程塑料 3 個(gè)部分組成[5-7]。底部支架為鋼性支架；緩沖載體采用高彈性橡膠，吸收落料對(duì)輸送帶的沖擊；最上層為工程塑料，采用摩擦因數(shù)較小的聚乙烯等，減小與輸送帶接觸時(shí)的摩擦因數(shù)。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，存在以下缺點(diǎn)：

(1)采用高彈性橡膠、摩擦因數(shù)較小的聚乙烯等材質(zhì)，成本較高；

(2)緩沖床與輸送帶雖是面接觸，但橡膠層較薄，不能完全將落料的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為材料本身的彈性能，大塊體的落料沖擊力仍然較強(qiáng)；

(3)輸送帶與緩沖床間距較大，輸送帶在承載一部分沖擊力后，才與緩沖床接觸，緩沖效果不足；

(4)底部鋼支架在強(qiáng)沖擊使用情況下，壽命較短[5]。

2 緩沖膠帶式彈性床設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

通過對(duì)緩沖托輥、緩沖床實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)問題的分析，如何緩解落料點(diǎn)大塊體物料對(duì)輸送帶的沖擊，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：

(1)緩沖設(shè)備制造及維修成本低；

(2)很好地吸收落料的沖擊力；

(3)緩沖設(shè)備與受到?jīng)_擊的輸送帶貼合，盡可能增大緩沖設(shè)備與輸送帶的接觸面；

(4)設(shè)備經(jīng)久耐用，更換方便。

2.2 設(shè)計(jì)方案

緩沖膠帶式彈性床主要由底部膠帶夾板、側(cè)幫緊固夾板、與輸送帶接觸的緩沖膠帶以及基座 4 個(gè)部分構(gòu)成。

每個(gè)膠帶夾板由 2 塊 1 500 mm 長的 U 形鋼及配套螺絲組成，在緩沖膠帶固定至夾板后，以螺孔間距為 400 mm 進(jìn)行緊固。膠帶夾板安放于膠帶基座之上，為減緩膠帶的側(cè)向變形，彼此之間呈【】形放置；側(cè)幫的緊固夾板采用 1 500 mm×600 mm×12 mm的鋼板，與輸送帶基座水平面呈 75°夾角，焊制在輸送帶基座的兩側(cè)作為支撐；緩沖膠帶由長度為 1 500 mm，寬度分別為 700、680、662、645、627、610 mm (上述寬度各 2 條)的舊膠帶，對(duì)等折疊固定于膠帶夾板。由彈性力學(xué)的胡克彈性方程可知，受到外力的彈性材料把動(dòng)能轉(zhuǎn)化為自身的彈性勢(shì)能，緩沖膠帶選用舊膠帶，其單層纖維層強(qiáng)度 600 N/mm，具有彈性強(qiáng)度大、耐彎曲度高、抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)[8-10]，可以將落料的強(qiáng)沖擊力充分吸收，及時(shí)更換，成本費(fèi)用也相對(duì)較低；基座采用輸送機(jī)架加工而成，其高度可根據(jù)轉(zhuǎn)載點(diǎn)實(shí)際空間高度，添加或截短柱腿進(jìn)行調(diào)節(jié)，緩沖膠帶式彈性床剖面與安裝側(cè)視圖分別如圖 1、2 所示。

圖1 緩沖膠帶式彈性床剖面圖

圖2 緩沖膠帶式彈性床安裝側(cè)視圖

3 使用效果分析

該選煤廠共有 23 條帶式輸送機(jī)，將落料點(diǎn)處全部更換為緩沖膠帶式彈性床后，物料轉(zhuǎn)載彈性床較好地吸收落料沖擊力，提升了設(shè)備運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，降低了輸送帶的撕裂損壞率。2019 年后 6 個(gè)月較2019 年前 6 個(gè)月減少更換破損輸送帶、托輥架費(fèi)用累計(jì) 15 萬元，預(yù)計(jì) 2020 年全年將比 2019 年全年累計(jì)節(jié)約更換破損輸送帶、托輥架費(fèi)用 36 萬元。

4 結(jié)語

與傳統(tǒng)的緩沖托輥、緩沖床相比，緩沖膠帶式彈性床與輸送帶呈“近似面”接觸，材料投入成本及維修成本低，落料沖擊力吸收能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，更換簡(jiǎn)易，解決了傳統(tǒng)緩沖設(shè)備在帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)緩沖效果不好的問題，減少輸送帶的損傷，延長了使用壽命，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，具有一定的推廣和借鑒意義。