陈建生
阳泉煤业集团华越机械有限公司 山西阳泉 045008
摘要：阳煤集团某矿井下顺槽可伸缩带式输送机具有运量大、运输距离长、带速高、机尾可伸缩等特点。本文对顺槽可伸缩带式输送机的设计方案进行了说明，并对其技术要点等做了详细介绍。
关键词：可伸缩带式输送机；设计
可伸缩带式输送机是煤矿重要的运输设备，主要用于回采工作面煤炭运输。目前我国大中型矿井普遍采用走向长壁式的采煤方法，带式输送机开始按最长布置，输送机的长度一般为1000—3000米。随着回采的进行胶带逐步缩短，输送机实时地将缩短的胶带临时储存在储带仓中，同时通过张紧装置将胶带张紧。当储带仓内储存的皮带储满时（100 米左右），须将储带仓中的胶带取出并卷起运走。
阳煤集团某矿井下顺槽可伸缩带式输送机，承担着该工作面原煤运输的关键任务，具有运输量大、运输距离长、带速高、机尾可伸缩等特点。其原始设计参数为：原煤粒度：0—300mm；输送距离：L=1600m；运量：Q=1500t／h；提升角度0-4°。
1. 设计方案
由于顺槽可伸缩带式输送机的特点是一次铺设全长，随着工作面的推移，机尾不断后退，机身缩短，因此设计时必须能快速回撤。带宽越大，胶带成槽后的断面积越大，带速越高，单位时间内的物料越多，因此提高带宽和带速，可以提高输送机的输送能力。根据矿井运输条件，最终确定该带式输送机的带宽B=1400mm，V=4.0m/s。驱动装置集中安装在机头部。
经过计算(计算过程略)，结果如下：
B=1400mm，V=4.0m／s，Q=1500t／h，L=1600m，电机功率按2：1布置；
轴功率：P=869kW，P0=1.4 X P=1217kW，选用双传动滚筒、三台450kW电机驱动；
胶带：PVC1800/1；纵向拉断强度：1900N/mm；胶带安全系数：m=11.8。
此方案优点是：机头集中驱动，操作维护方便，便于实现集中控制；生产环节简单，生产过程中工作面推进不受影响；胶带强度较高，安全系数满足10-12的要求；便于在张紧装置后部布置液压卷带装置。
布置方式见图1。
图1 皮带机胶带缠绕示意图
2. 选型计算结果
表1 顺槽可伸缩带式输送机技术特征表
参数参数值驱动单元配置参数值或型号规格数量
带宽（mm）1400电机功率（kw）3*450，1140V3台
输送量(t/h)1500减速器TSH140FC-25C3台
带速（m/s）4.0高速端联轴器1120TBW-5003台
机长（m）1600低速端联轴器1180H3台
提升角度（°）0-4电力液压推杆制动器BYWZ5-500/2013台
胶带规格PVC1800/1液压自动张紧装置ZYJ500/24D1台
纵向拉断强度（N/mm）1900液压自动卷带装置JY1400/221台
3. 主要特点
3、1卸载架采用三角架结构
卸载架采用左右分体式结构，每片均采用H型钢焊接成三角架，中间用槽钢或管梁连接。这样的结构既便于下井运输，又便于加工，机架整体具有足够的强度和刚性。考虑到与前面皮带机的搭接，为便于落料时物料以抛物线形式落在前面皮带机的机尾缓冲部，应加长卸载滚筒的前探梁长度，因此在三角架的前端安装由钢板焊接成的刚性架体，形成前探式结构，用于安装卸载滚筒。卸载滚筒下部安装聚氨脂清扫器。
3、2传动滚筒架采用两个三角架机架
传动部分采用双传动滚筒三电机方式，采用两套传动滚筒架，每套机架安装一套传动滚筒和一套改向滚筒。胶带缠绕方式为，胶带绕过卸载滚筒，经第一改向滚筒后，绕过第一传动滚筒（双出轴滚筒，安装两套驱动装置），经第二改向滚筒后，绕过第二传动滚筒（单出轴滚筒，安装一套驱动装置）。该结构使两个传动滚筒均与胶带的净面接触，减小了传动滚筒因表面粘煤引起的包胶层的磨损。两个传动滚筒的旋向相同，三套驱动装置的各驱动单元可完全互换，减少备品备件的种类。驱动部底座设计成整体箱式结构，刚度大、强度高、不易变形；底座上横穿两个圆管，便于在安装时穿钢丝绳或圆钢，吊装方便。安装面上，在电机与减速器的前后左右位置均设计有顶丝板和顶丝，便于安装找正。
3、3滚筒和托辊
为保证滚筒和托辊的可靠性，对滚筒进行了三维建模和有限元分析，大规格滚筒采用铸焊结构，滚筒轴采用锻造毛坯，40Cr材质，经调质处理。采用SKF进口轴承，筒体表面包胶，以提高筒体表面与胶带的摩擦系数，减少胶带打滑。托辊直径φ159mm，采用306KA托辊专用大游隙轴承和迷宫式密封，冲压轴承座，托辊轴采用冷拔圆钢，采用合理的布置间距，辊子的承载能力满足要求。托辊组采用品字型布置。
3、4采用6层储带方式
顺槽可伸缩带式输送机机尾回撤时，需要将多余的胶带通过储带仓储存起来，满足一定长度后，取出一卷胶带。本机采用6层储带方式，能储存120m胶带。增加了储带长度，可减少接头数量和接头次数。
3、5采用液压自动张紧装置
本机配置了液压自动张紧装置，安装在储带仓的后部，与游动小车配合，能够自动实现对皮带机提供启动张力和运行张力的张紧动作，以满足胶带启动时防止打滑及胶带正常运行对张紧力的不同要求。主要由基座、张紧绞车、张紧油缸、液压张力缓冲装置、控制箱和张力传感器等组成。液压张力缓冲装置能够及时拉紧胶带机启动时的松边，改善启动特性，减轻甚至消除胶带的波涌、打带现象。通过张紧绞车实现大行程的自动张紧，通过张紧油缸和张力缓冲装置实现微调和张力缓冲。
3、6采用液压自动卷带装置
液压自动卷带装置安装在液压自动张紧装置后部，可与之共用一套液压系统，并可将信号上传到总控台。在储带仓储满120m胶带后，可通过液压卷带装置将胶带缠绕到卷带装置的卷轴上，再通过卷带装置的水平旋转，将成卷输送带移送至机架外，然后用辅助运输工具将输送带运走。本装置可实现恒功率、恒线速度卷带。卷带速度的快慢，直接影响到采煤的效率。整个卷带过程可由一至二人操作完成，正常的一次收带时间为30分钟，相比人工的收带方法工效提高几十倍，因此减小了工人的劳动强度，提高了卷带效率。
3、7机身采用“E”型销连接的形式
本机的纵梁与支腿，支腿与托辊架的连接均采用“E”型销。托辊架为“品”字型结构，三节托辊呈“品”字型错开，相邻托辊端面可以重合，减轻托辊的端面对胶带的磨损，提高胶带的使用寿命。这种形式结构简单，安装、拆卸和调偏方便，不需螺栓连接。
4. 结语
该带式输送机于2013年12月投入试运行，目前已运行四年多时间，使用过三个工作面，除部分托辊有更换外，使用情况良好。尤其是卷带装置，使得卷收胶带非常方便，深受工人好评。
参考文献：
[1]于岩，等《运输机械设计》，北京，中国矿业大学出版社，1998
[2]孙可文，带式输送机的传动理论与设计计算，北京，煤炭工业出版社，1991
论文作者:陈建生
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/1
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