周卓群

（同煤集團(tuán)機(jī)電裝備科大機(jī)械有限公司， 山西 大同 037000）

引言

由于煤礦企業(yè)的生產(chǎn)在不斷朝著集約化、高效高產(chǎn)的方向發(fā)展，所以對煤炭的井下運(yùn)輸也提出了更高要求。為了滿足煤炭的高效運(yùn)輸，促使用于煤炭作業(yè)中的帶式輸送機(jī)也在不斷朝著大運(yùn)量、長距離、大功率以及高帶速的方向發(fā)展，因此對煤礦主斜井帶式輸送機(jī)實施提速改造已經(jīng)成為了必然發(fā)展需求。

1 原輸送機(jī)及改進(jìn)后輸送機(jī)的相關(guān)技術(shù)參數(shù)

1.1 原輸送機(jī)相關(guān)技術(shù)參數(shù)

原輸送機(jī)的帶寬為1 m，斜長為171 m，傾角為22.5°，電機(jī)功率為2×75 kW，逆止方式為滾筒軸逆止，輸送量為300 t/h。重新設(shè)計后，電機(jī)功率改為2×132 kW，逆止方式改為減速機(jī)Ⅱ軸高速逆止。

1.2 校核設(shè)計后的技術(shù)參數(shù)

式中：B 為帶寬，1 m；Q 為輸送量，300 t/h；K為斷面系數(shù)，458；γ為物料堆積比重，0.8 t/m3；v為初選帶速2 m/s；c 為傾角系數(shù)，0.75。

1.2.1 校核輸送機(jī)運(yùn)量

輸送機(jī)傳送帶寬度由于巷道斷面的限制，將帶寬設(shè)置為1 m，依據(jù)公式（1）計算輸送量為623 t/h，滿足了礦井600 t/h的輸送量需求。

1.2.2 確定傳動滾筒功率

式中：Lh為輸送機(jī)長度，239 m；H為輸送機(jī)高差，65.5 m；v為帶速，2 m/s；Q 為輸送量，600 t/h；k1為部分托輥轉(zhuǎn)動運(yùn)行系數(shù)，0.0229；k2為物料水平運(yùn)行功率系數(shù)，8.17×10-5；k3為改向滾動尾部功率系數(shù)，1.02；k4為改向滾筒中部系數(shù)，1.0052×1.03；∑k5為導(dǎo)料板、犁式卸料器及清掃器功率系數(shù)，0.75+1.00+0.16；k8為物料加速功率系數(shù)，0.51。

代入數(shù)據(jù)計算得N0=142.02 kW。

2 帶式輸送機(jī)的總體設(shè)計思路與相關(guān)布局

2.1 布置機(jī)頭驅(qū)動裝置

由于此輸送機(jī)的角度為大傾角，所以選擇的驅(qū)動方式為機(jī)頭集中驅(qū)動，并選擇雙電機(jī)對稱驅(qū)動的方式，其最佳狀態(tài)的驅(qū)動功率比為2∶1，如圖1所示。

圖1 機(jī)頭架、減速機(jī)以及電機(jī)安裝圖

2.2 傳送機(jī)啟動形式

帶式輸送機(jī)啟動方式所采用的是制動技術(shù)結(jié)合軟啟動，啟動加速度為0.1～0.3 m/s2。并且為了縮短安裝改造的工期、減少施工費用，所重新設(shè)計的驅(qū)動裝置座以及機(jī)頭架連接及安裝尺寸需要保證與基地現(xiàn)場以及相關(guān)尺寸相符合，使重新設(shè)計制造的機(jī)體能夠與原機(jī)架順利完成搭接。

2.3 張緊裝置的作用及相關(guān)要求

張緊裝置的主要作用是能夠使傳送帶的張力得以保持，能夠使輸送帶與滾筒之間產(chǎn)生設(shè)備運(yùn)動所需的摩擦力。而當(dāng)固定式帶式輸送機(jī)處于固定位置時，張緊力會相應(yīng)增加，而在正常運(yùn)行之后，輸送帶的張力又會因塑性變形而相應(yīng)減小，而對張緊力實施調(diào)整多數(shù)依靠維修人員的工作經(jīng)驗，使得輸送帶的張緊現(xiàn)象較為嚴(yán)重，所以張緊力需要以輸送帶張力變化情況為依據(jù)實施調(diào)節(jié)。而張緊裝置需滿足兩個基本要求，一是輸送機(jī)張緊裝置需要依據(jù)輸送帶張力的變化而對輸送帶張緊力進(jìn)行自行調(diào)節(jié)，二是張緊裝置需要響應(yīng)輸送帶張力變化而使張緊力速度保持越快越好，這樣才能夠使帶式輸送機(jī)制動與運(yùn)行的安全平穩(wěn)得以保證。所以重新設(shè)計后的張緊方式為機(jī)頭側(cè)重錘箱結(jié)合機(jī)頭手動的方式，在帶式傳送機(jī)走廊下方安置拉緊重錘箱，將張緊滾筒與重錘箱利用改向滑輪相連接，同時為了方便對重錘拉緊箱的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，可采取手動滑輪卷筒（見圖2）。此系統(tǒng)可以使張緊力基本處于恒定狀態(tài)，使輸送帶的動態(tài)運(yùn)行性能得到改善，減少運(yùn)行過程中發(fā)生的斷裂事故。

圖2 重錘懸掛張緊裝置

2.4 托輥結(jié)構(gòu)的設(shè)計

托輥結(jié)構(gòu)主要由主軸、筒體、擋圈、軸承座以及密封結(jié)構(gòu)等部分所組成，而改進(jìn)后的托輥結(jié)構(gòu)仍然選擇深槽四托輥，輸送帶能夠形成307 mm的弧半徑，使此種托輥結(jié)構(gòu)的槽型最大傾角可達(dá)60°。并且選用雙排V形深槽四托輥結(jié)構(gòu)，可以使輸送帶被托輥端部尖角劃傷的情況得以避免。而四托輥的各個輥子之間可以相互轉(zhuǎn)換，使水平面夾角能夠與前排輥子形成25°的夾角，而與后排輥子形成60°的夾角。在安裝過程中，下橫梁連接帶式輸送機(jī)的中間架，能夠使輸送機(jī)發(fā)生偏移時可由上橫梁下端小軸與底座之間轉(zhuǎn)換得以調(diào)整，所產(chǎn)生的橫向力可使跑偏的輸送帶返回中間位置，并在輸送帶返回中間位置時，托輥支架也能夠同時轉(zhuǎn)回原位，并且上橫梁的旋轉(zhuǎn)角度可由限位板進(jìn)行限制，始終保持中間位置。并且深槽四托輥與典型的槽型三托輥相比較來說，承載能力以及運(yùn)量均得到了顯著提升，使物料出現(xiàn)自滑的情況得到顯著減少。

3 主斜井帶式輸送機(jī)的提速改造創(chuàng)新點

本次對輸送機(jī)進(jìn)行的提升改造是在對原有機(jī)頭實施利用的基礎(chǔ)上對機(jī)頭傳動裝置進(jìn)行重新設(shè)計，能夠使停產(chǎn)改造的工期得到相應(yīng)縮短；而對張緊裝置實施設(shè)計時，所創(chuàng)新設(shè)計的是手動拉緊與機(jī)頭一側(cè)重錘箱相結(jié)合的獨特張緊方式，使輸送帶在運(yùn)行過程中的張力調(diào)節(jié)更具備靈活性，減少因張力過大而產(chǎn)生傳送帶斷裂的安全事故；而托輥結(jié)構(gòu)所選用的為深槽四托輥，能夠有效預(yù)防物料下滑現(xiàn)象，可以對輸送帶跑偏情況實施調(diào)整，避免出現(xiàn)蛇形，使輸送帶的穩(wěn)定運(yùn)行得以良好保證。

4 結(jié)語

近年來，煤礦作業(yè)朝著綜合機(jī)械化、大型化方向發(fā)展，帶式傳輸系統(tǒng)也逐漸朝著高速化、大型化以及集控化方向發(fā)展。而大傾角帶式輸送機(jī)具有大功率、長距離以及大運(yùn)量的優(yōu)點，將其應(yīng)用于煤礦行業(yè)，不僅能夠滿足煤礦開采所需的運(yùn)量，而且使整個礦井的運(yùn)輸系統(tǒng)的安全性也得到保障。為了能夠適應(yīng)市場中的競爭力，需要不斷加大相關(guān)的科研力度和投入，研發(fā)出更適合礦井作業(yè)的輸送系統(tǒng)，以提高在國內(nèi)煤機(jī)制修市場的競爭力，著力打造煤機(jī)制造的品牌。