DWZY3500皮帶機自移機尾的設計與應用

張海軍，夏文秘，焦鵬

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DWZY3500皮帶機自移機尾的設計與應用

張海軍，夏文秘，焦鵬

（山西煤礦機械制造股份有限公司，山西 太原 030031）

針對目前煤礦高效高產的順槽綜采工作面，對DWZY3500皮帶機自移機尾總體結構設計及關鍵部件進行了分析。

綜采工作面；皮帶機；機尾；運輸設備

皮帶機自移機尾是綜采工作面運輸設備之一，用來連接箱式轉載機與可伸縮順槽帶式輸送機，與普通的重型機尾相比，具有皮帶跑偏調整、抬高、轉載機推移方向校正和自行前移等優點，且與轉載機互為支點快速移動，實現了工作面綜合機械化采煤。目前，大部分煤礦使用的皮帶機自移機尾的行程是2 700 mm，滿足三刀一推的采煤工藝要求。隨著采煤工藝的改進，設備的智能化、工作效率不斷提高。三刀一推不能滿足一個生產班的需要。DWZY3500皮帶機自移機尾可滿足一個生產班四刀一推的工作方式。

1 總體結構的設計與分析

DWZY3500皮帶機自移機尾主要以高壓乳化液為動力，以頭端架、尾端架、中間基架為構件，以轉載機、順槽底板互為支點，利用滑動摩擦的原理，從而實現其調高、調偏、校直、自行前移等功能。與轉載機最大擺角達±8°，滿足高產高效工作面的使用要求，其適用于膠帶寬度1 400 mm的帶式輸送機，槽寬900～1 550 mm的轉載機；截深865 mm采用四刀一推的作業方式。

其主要結構由頭端架、中間基架、尾端架、小車、浮動托輥組、滑靴、托輥架、推移油缸、水平油缸、抬高油缸、清掃器等組成，同時，配有液壓控制系統和滾筒潤滑裝置，它適用于綜采工作面的順槽設備，要求帶式輸送機具有自行張緊膠帶的功能，整體結構如圖1所示。

1—頭端架；2—中間基架；3—尾端架；4—小車。

2 主架體的設計與分析

2.1 尾端架

主要由尾端架體、螺旋滾筒、托帶和壓帶滾筒、固定架、活動架、導套、滑座、滑靴、導向輪、蓋板等組成。其中，螺旋滾筒安裝在尾端架體的末端并用壓塊固定，兩軸端設有調整螺栓，可調整膠帶在尾部的跑偏；立缸與活動架和固定架、固定架與尾端架體、活動架與滑座、滑座與水平缸、水平缸與滑架分別通過銷軸連接在一起，實現尾端架部分的調高與側移。

通過4個立缸的調整可以適應順槽巷道高低起伏不平的地質條件，保證轉載機平穩地運行。當整機前移時，皮帶機自移機尾滾筒隨著一起前移，皮帶張緊。同時，尾端架體又是本機實現側移和抬高功能的后支撐體。所有滾筒通過集中注油裝置分別實現注脂潤滑。螺旋滾筒具有自清功能，吸附到膠帶內表面的煤泥，通過外部螺旋與內部錐體的聯合動作，煤泥從兩側擠出。另外，在螺旋滾筒前面還裝有1塊傾斜刮煤板，也可把煤泥清掃到集泥槽內，打開兩端端蓋刮出。

2.2 中間基架

中間基架如圖2所示，中間基架主要由基架、托輥組、壓板等組成，是小車的滑行軌道和轉載機的主要卸料點，也是小車和轉載機機頭的主要支撐體。中間基架的導料槽整體粘阻燃橡膠，減少卸料時大塊煤對皮帶的沖擊，延長皮帶的壽命。中間基架與尾端架過渡位置設計2組“V”形托輥，方便皮帶成型，減少對皮帶的磨損。由于中間基架的受料點大致在其中點位置，所以，對中間基架的中點位置施加不同的載荷，分別用疊加法對中間基架撓度進行計算，為：

撓度值計算的結果如表1所示。

圖2 中間基架

表1 撓度值計算（均布載荷）結果

載荷p跨度L/mm彈性模量E/GPa總慣性矩I/mm4中心處撓度/mm 308 3952102，079，764，3188.466 593 4 408 3952102，079，764，31811.288 791 1 608 3952102，079，764，31816.933 186 7

為了提高基架的整體鋼性和承載強度，中間基架的設計采用整體箱型梁焊接結構。側板選用優質合金鋼NM360，與頭端架尾端架的聯結采用M30×130高強度螺栓。

頭端架主要由頭端架體、各種托輥組、固定架、活動架、導套、滑座、滑靴、導向輪、壓板、清掃器等組成。同時，也是側移和抬高的前支撐體。立缸與活動架和固定架、固定架與尾端架體、活動架與滑座、滑座與水平缸、水平缸與滑靴分別通過銷軸連接在一起，實現了頭端架部分的調高與側移。清掃器安裝在頭端架前面，可以在皮帶運行到機尾滾筒之前先清掃吸附到膠帶內表面的煤泥。

滑靴是自移機尾側移的滑道，考慮到自移機尾要實現同時向一個方向移動基架的前、后端，也可以在一定范圍內單獨移動基架的一端或同時向相反的方向移動基架的前、后端，所以，將滑靴分別設計在頭端架體和尾端架體上，并通過抬高油缸、導套連接在一起。

小車主要由滑架、鉸接梁、橋架等組成。小車騎在中間基架的軌道上，通過彎板限位，可沿軌道前后滑動。小車是轉載機機頭的支撐體，同時，也是推移油缸的支撐體。考慮到轉載機機頭偏重的現象，小車上與轉載機連接的支座設計為偏心結構，其旋轉軸始終位于轉載機靠動力部側。轉載機機頭通過圓柱銷和卡環與小車聯結，有3個方向的自由度。

浮動托輥組主要由浮動托輥架、聯接梁、輥子等組成。針對順槽底板的起伏較大或自移機尾過上下坡時，皮帶機末端機架到自移機尾間高度不一定合適，造成無支撐或支撐高度不配套，導致膠帶成形不好，最后出現原煤外泄的現象，因此，設計了浮動托輥組。浮動托輥組可以通過浮動油缸的伸縮來調整浮動托輥組的高低，以適應皮帶機和自移機尾的高度變化。

2.3 液壓驅動系統

液控系統由4個調高立缸、2個側移水平缸、2個推移套筒缸、2個浮動（托輥）缸、1組操縱控制閥組、5個液控單向閥（背壓閥）、球型截止閥、高壓膠管等組成。用支架乳化液泵站作為動力源，供液壓力為25～31.4 MPa。4個調高立缸進液回路（升起基架）設有液控單向閥，以保證基架在升起后維持所要求的狀態，避免在自移裝置的質量和轉載機機頭質量的作用下自行下落。側移水平缸體與滑架用壓板連接，其活動桿兩端通過銷軸及滑塊與調高立缸相鉸接，以實現基架側向移動，進而帶動轉載機機頭與皮帶機自移機尾側向移動。2個推移套筒缸通過并聯同步方式，連接布置在小車與尾端架之間，分別通過4個φ78 mm的銷軸連接，構成自移裝置的拉移系統。2個浮動缸通過液控單向閥并聯一起，用來調整浮動托輥的高低位置。

2.4 主要技術參數

工作介質為乳化液，泵站出口壓力為31.5 MPa，其液壓系統工作壓力為 20 MPa，適應膠帶寬度為1 400 mm；推移油缸行程為3 500 mm；一級推力為1 335 kN，一級拉力為987 kN，二級級推力為1 197 kN，二級拉力為712 kN；調高油缸行程為350 mm，推力為631 kN，拉力為385 kN；水平調整油缸行程100 mm，推力為260 kN，拉力為260 kN；浮動油缸行程為340 mm，推力為246 kN，拉力為125 kN；外形尺寸為13 000 mm，總質量45 t。

3 結束語

DWZY3500皮帶機自移機尾在同煤集團東周窯礦和山東鄆城礦投入使用，滿足了工作面快速推進的要求，提高了生產效率，為高產高效現代化礦井高效出煤提供了保障，現場應用效果良好，滿足現場安全高效開采的需要，深受用戶好評。

［1］機械設計手冊編委會.機械設計手冊［M］.北京：機械工業出版社，2010.

［2］王鷹.連續輸送機械設計手冊［M］.北京：中國鐵道出版社，2001.

［3］李淑清.機械制造基礎［M］.北京：西南交通大學出版社，2008.

2095－6835（2018）20－0158－02

TD528.1

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.20.158

張海軍（1981—），男，山西孝義人，工程師，主要從事刮板轉載機等煤礦運輸機械的設計與研究。

〔編輯：張思楠〕