浅析煤矿带式输送机托辊布置形式与间距的合理确定(吴立强)

浅析煤矿带式输送机托辊布置形式与间距的合理确定
吴立强
（淮北石台矿业有限责任公司；安徽淮北 235053）
摘要：本文介绍带式输送机在煤矿的应用情况，重点从带式输送机托辊布置形式的选择，以及托辊间距的合理确定等几方面分析。

关键词：托辊布置形式；间距；带式输送机；煤矿
1 引言
煤矿生产过程中，井下大量使用的就是带式输送机，它是矿井的主要运输设备，而其中的托辊，则是带式输送机的主要部件，使用量也比较大，且形式多样。

至于托辊的布置形式和使用数量，都对带式输送机的正常使用、平稳运行、维护费用、功率消耗等因素有重要影响。

因此来说，通过合理选择托辊布置形式和正确确定托辊的间距，能在保证带式输送机平稳运行的前提下，尽量减少托辊用量，从而实现降低皮带机运输投入及其相关的一些维护费用。

2 选择不同形式的托辊
对于带式输送机托辊来说，主要是用于支承输送带及输送带上的煤炭，以保证输送带稳定运行。

如果选择的托辊形式、间距不合理，将会直接影响到整条带式输送机在运转过程中不正常，不能稳定保障运送煤炭。

1）平行托辊。

而平行托辊，一般为较长的托辊，主要作为下托辊，以支撑回空段的输送带。

一般下托辊轴头卡在机架的支座里，支座有三个槽VI用来调整托辊的位置，以纠正回空段输送带的跑偏问题。

2）槽形上托辊。

槽形上托辊一般由三个短托辊组合而成，其槽角为 3O°、35°和45°。

槽形上托辊的标准槽角为 35°，一般一台输送机中使用最多的就是35°槽形托辊和35°槽形前倾托辊。

它一般作为重载托辊，用于输送煤炭等。

3）过渡托辊。

在设计过程中，对于大运量、长距离、输送带张力大和重要的输送机，一般都应设置过渡段，也就是布置过渡托辊的地方。

其头部滚筒中心线至第一组正常槽形托辊中心线的最小过渡段长度，见如表1所列数据。

在条件允许的时候，也应相应地设置尾部过渡段。

表1 最小过渡段长度值
张力利用率（%）
带型
各种织物芯输送带钢丝绳芯输送带
＞90 1.6B 3.4B
60-90 1.3B 2.6B
＜60 1.0B 1.8B
注：①输送带张力利用率=实际张力/许用张力×100%；②上表中B为输送带带宽。

4）缓冲托辊。

对缓冲托辊来说，一般都用胶圈结构,其每组槽形托辊架由三个缓冲托辊组成。

为了减轻冲击负荷，可采用弹簧钢来制作两侧辊支架。

缓冲托辊的槽角有30°、35°和45°三种形式。

在选用棉帆布芯输送带时，只能选用35°槽形缓冲托辊。

主要安装在输送机的装载处，起到缓冲作用，以保护输送带。

5）调心托辊。

其形式较多，根据使用形式可分为上调心托辊和下调心托辊两种；根据使用作用可分为摩擦调心托辊和堆形调心托辊两种。

调心托辊的作用主要是用来自动纠正输送带在运转中出现的过量跑偏，以防止输送带蛇行，保证输送机稳定的运行。

6）螺旋托辊。

它主要用于清扫输送带承载面上黏附的煤，其作用和清扫器相同，一般可将距离输送机头部滚筒最近的那组下托辊设计为螺旋托辊。

3 确定托辊间距的方法
对于托辊间距来说，国产带式输送机托辊间距，通常都是根据经验数据来确定的，方法如下：①当运输物料的松散密度Υ≤1600kg／m3时，承载托辊间距一般取1.2m；②当运输物料的松散密度Υ＞1600kg／m3时，承载托辊间距一般取l.0m；③对于钢丝绳芯带式输送机，承载托辊间距一般取1.5m：④对于平行托辊(回程托辊)，间距一般取3.0m。

这种按承载段或回程段最小张力点的输送带张力所确定的托辊间距，在整个输送机长度上，分别采用统一的托辊间距。

这样虽可简化设计和制造工艺，但没有根据输送带在输送机长度上张力的变化及托辊的受力情况来合理确定托辊间距。

对于长运距的带式输送机，则会加大托辊数量，从而增加了维护费用和运行阻力，因此也不合理。

在托辊间距的合理计算方面，因带式输送机在整个运输长度上，输送带的张力是连续变化的，所以合理的托辊间距应在满足托辊承载能力及寿命要求、输送带下垂度要求的条件下，根据该处输送带张力的大小，来确定托辊间距。

比如某地点一条10km长的运煤带式输送机，在全长3／4的区段，承载托辊间距达
4m，而回程托辊间距达8m，因而大大减少了托辊用量。

在设计时，托辊间距应同时满足两个条件：一是考虑托辊承载能力及使用寿命要求；二是要保证输送带适当的下垂度。

1）根据托辊承载能力及使用寿命确定托辊间距
①承载托辊间距：
按静载条件计算：a
0≤[p
]/e(q+q
d
)g
n
(1)
按动载条件计算：a
0≤[p
]/e(q+q
d
)g
n
ƒ
s
ƒ
a
(2)
式中：[p
]—承载托辊的辊子额定承载能力，N；e—辊子载荷系数；q—单位长
度货载的质量，kg／m；q
d —单位长度输送带的质量，kg／m；ƒ
s
—运行系数；ƒ
a
—工况系数。

这些系数均可以从相关手册中查到。

承载托辊间距取式(1)、式(2)计算出的较小值，即可满足承载段承载能力的要求，并能保证托辊的使用寿命高于30000h。

②回程托辊间距：
按静载条件计算：a
0≤[p
]/eq
d
g
n
(3)
按动载条件计算：a
0≤[p
]/eq
d
g
n
ƒ
s
ƒ
a
(4)
回程托辊间距取式(3)、式(4)计算出的较小值，即可满足回空段承载能力的要求，并保证托辊的使用寿命高于30000h。

2）根据输送带下垂度确定托辊间距
输送带下垂度取决于托辊间距、该处的输送带张力、单位长度输送带和货载的质量等因素，一般要求比较合适的输送带下垂度为1％，计算如下：
承载托辊间距：a
0≤8Fk/(q+q
d
)g
n
(5)
回程托辊间距：a
0≤8Fk/q
d
g
n
(6)
式中：F—该处输送带张力，N；k—输送带下垂度，一般取 k = O.01。

由式(5)、式(6)可知，在q，q
d
和k一定的情况下，而托辊间距则取决于该处输送带张力的大小。

为了满足下垂度要求，张力较小的区段可采用较小的托辊间距；张力较大的区段可采用较大的托辊间距。

如此可以大量的减少托辊用量。

在合理确定托辊间距时，应根据以上的计算结果，可选取较小值确定托辊
间距，同时，还要综合考虑其他因素的影响。

比如物料性质、输送带宽度、输送机倾角、实际运行情况等。

当输送机较长时，可分段确定托辊间距。

4 结束语
通过以上对带式输送机托辊布置形式的选择分析，以及间距的合理确定，从而可以大大延长输送带的使用寿命，并降低输送带跑偏率，提高运行效率。

同时，还可以减少托辊使用量，减小输送机运行阻力，降低带式输送机的运行成本。

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