带式输送机是现代钢铁企业散状物料输送的主要设备。在带式输送机设计中,需要根据现场的实际情况合理地选择和布置拉紧装置。河钢乐亭部分带式输送机水平长度较长(约700 m ) ,但提升高度仅为5 ~6 m,若采用垂直拉紧,拉紧装置安装空间不够。如何合理地布置这些带式输送机的拉紧装置对散状物料的顺利运输有着重要意义。为此,我们对如何选择和布置带式输送机的拉紧装置进行了深入研究。
1 带式输送机拉紧装置
1.1 作用与分类
带式输送机拉紧装置的主要作用有两个:一是限制输送带在各支承托辊和滚筒间的垂度,保证输送机的正常工作;二是确保输送带具有足够的张力,使滚筒与输送带在运行过程中不打滑。
带式输送机的拉紧装置具有不同的分类方法:(1)从拉紧原理上分类,可分为垂直拉紧、液压拉紧、螺旋拉紧等;(2)从布置形式上分类,可分为尾部拉紧、中部拉紧等;(3)按其调整张力的方式,可分为固定拉紧和自动拉紧。
1.2 技术特点
1.2.1 尾部拉紧装置
河钢乐亭带式输送机常用的尾部拉紧装置主要有螺旋拉紧和车式拉紧。尾部拉紧装置最突出的优点是滚筒数量少、结构简单、布置紧凑。此外,尾部拉紧装置还有以下优点 :
(1)一般机长不超过80 m的带式输送机采用尾部螺旋拉紧装置。尾部螺旋拉紧装置结构简单、安装方便,一般用在机长较短、功率较小的带式输送机上。
(2)尾部车式拉紧装置适用于距离较长(头尾水平距离小于150 m)的带式输送机。该装置的动作灵活,且比尾部液压拉紧装置占地面积小,投资少。其张紧力恒定,其大小可通过增减重锤块的数量实现,调节方便。
1.2.2 中部垂直拉紧装置
垂直拉紧装置应尽量靠近输送带张力最小处(头轮),当带式输送机启动时,垂直拉紧装置动作灵敏,效果好。中部重锤垂直拉紧装置运行中,可根据张力的变化依靠重力自动补偿输送带的伸长。该装置在河钢乐亭中应用较多,对于水平输送距离较长的带式输送机来说,垂直拉紧装置是各成本最低、最安全、最实用的一种方式。
1.2.3 其他拉紧装置
液压自动拉紧装置属于可变张力拉紧装置,其拉紧原理基本相同,不同之处在于拉紧动力是液压缸。其优点是在带式输送机启动时,通过控制液压缸的压力和流量将拉紧力调整到正常运行张力的 1.3 ~1.5 倍,确保不打滑;在带式输送机正常运行时,在保证输送带所需拉紧力的前提下,减小拉紧力可有效降低带强,节约成本。但这种拉紧装置结构复杂,且张力传递有一定的滞后性。
2 高度受限条件下带式输送机拉紧装置的设计
2.1 拉紧方案的确定
对于河钢乐亭水平长度较长、提升高度较小的带式输送机,若采用中部垂直拉紧装置,拉紧行程达不到要求,必须在地面基础以下挖4 ~5 m的坑,这样不仅增加了土建专业的工程量,而且拉紧装置不易检修、维护,坑内也容易积水。
经研究,本次拉紧装置采用具有“拉紧小车+改向滑轮+拉紧塔架”的新型方案,如图1、图 2 所示,此种拉紧装置采用重锤箱作为配重,重锤箱布置在拉紧塔架的内部,靠重力自动补偿输送带的伸长,其中拉紧小车、配重和改向滑轮组之间由钢丝绳连接,目的是保证输送带的恒定张紧力。由于通廊高度较低,拉紧小车若在传统的尾部车式拉紧装置支架上行走,会与土建通廊梁底相干涉。为此,将此拉紧机构设计为直接在地面上铺设拉紧装置轨道,以有效降低拉紧小车顶部的高度,满足拉紧小车的运行要求。拉紧小车上设有限位开关,当拉紧小车运行到轨道极限位置时,与中控联锁进行报警、停机,对输送带进行处理。此拉紧装置是中部垂直拉紧装置的一种转型,解决了在高度受限条件下采用常规的垂直拉紧安装空间不足的问题,巧妙地利用改向滑轮组将拉紧装置塔架布置到皮带机的两侧,充分利用现有的空间,使整体工艺布置更加紧凑、合理。
2.2 中部塔式拉紧装置的优势
带式输送机重锤拉紧装置具有构造简单、维护保养简便、总体造价低等优点,在带式输送机设计中应用非常广泛。常规的带式输送机重锤拉紧装置采用重锤箱作为配重,重锤箱布置在滚筒下方,因此对布置高度要求高,需要满足重锤箱的上下行程要求。因此,常规的带式输送机重锤拉紧装置不能满足高度受限条件下带式输送机拉紧装置的布置要求。此种中部塔式拉紧装置作为一种新型的拉紧方式刚好能满足上述工艺布置要求,其具有以下优势 :
( 1) 带式输送机启动时,拉紧装置动作灵敏,效果好。
( 2) 反应速度快。
( 3) 结构简单,设备成本较低,与液压拉紧装置相比投资减少50%以上。
(4) 可靠性高。
( 5) 布置灵活,可以利用多组水平改向滑轮将拉紧装置塔架布置到需要的位置。
( 6) 本拉紧装置根据输送带张力的变化,依靠重锤重量上下移动,从而实现对张紧力及输送带长度的补偿,保证输送带和传动滚筒间有足够摩擦力,使其不打滑,达到限制输送带在各托辊间垂度的目的,确保带式输送机的正常运行。本拉紧装置能满足在采用垂直拉紧装置,平台高度受限制条件下带式输送机拉紧行程的要求。
(7) 本拉紧装置与液压拉紧装置相比,设备故障点少,易于维护与检修,而且控制系统与液压拉紧装置相比更加简化(液压拉紧装置泵站电机与皮带机主电机有联锁控制关系,拉紧装置与中控之间也有工作状态反馈)。
3 结语
拉紧装置是带式输送机输送机中必不可少的结构,设计带式输送机及其拉紧装置时,需要结合现场实际情况,综合考虑环境条件、投资成本检修维护、 空间位置等因素,通过多方面分析比较确定最优方案。
此中部塔式拉紧装置结构简单、布置灵活、使用可靠、维护保养方便,可以自动补偿输送带的伸长;能满足在采用垂直拉紧装置,平台高度受限制条件下带式输送机拉紧行程的要求,在河钢乐亭的应用效果良好。这种新型的拉紧方式,可优化皮带机的工艺布置,节约投资及维护成本,具有广泛的推广应用价值。