刮板輸送機緊鏈器的設計與應用

席沁波

（晉城煤業集團鳳凰山礦，山西 晉城 048007）

40T刮板輸送機是一種能夠在短距離巷道使用的運煤設備，在晉煤集團鳳凰山礦井下各類掘進巷道開口運煤、跨軌道臥底運煤、橫川短距離運煤均使用SGW-40T刮板機。一種是隨巷道掘進隨時延長的，一種是固定長期運行的。輸送機正常運行需大鏈張緊程度合適，大鏈過松在運行中會產生刮板脫槽、機頭處大鏈脫鏈輪的情況發生。巷道掘進作業過程中，輸送機隨巷道延伸需頻繁進行延長施工，其中延長工序中的解鏈和接鏈工作需要使用緊鏈器；固定刮板機在運行一段時間后因大鏈磨損導致鏈松后也需要緊鏈，所以使用刮板輸送機需配備安全、高效、經濟的緊鏈裝置。

1 設計背景

鳳凰山礦曾經使用過以下2種緊鏈方式，因存在使用不安全和成本較高的問題，最終放棄使用。

（1）設備自帶閘帶式緊鏈器，緊鏈器主要由偏心輪、外殼、閘帶和制動輪組成。緊鏈操作時，使用設備配備的2條緊鏈鉤，緊鏈鉤的一端插在機頭左右側板的圓孔內，另一端插在鏈環的立環中，點動電動機倒轉，將松弛的鏈條傳到機頭，在停車瞬間操作人員使用操作桿立即抱緊制動輪，制動后換合適長度的短鏈環并接鏈，接鏈完成后，操作人員緩慢松開操作桿，使閘帶和制動輪脫離，取下緊鏈鉤；開動設備在機頭查看鏈條下垂程度，確定大鏈是否緊到位。

此種緊鏈方式在實踐過程中能夠達到理想的緊鏈效果，但需要操作人員有豐富的輸送機緊鏈操作經驗，作業時準確把握抱緊制動輪的時機，否則抱閘過早緊鏈效果達不到要求，或抱閘不及時緊鏈力量過大導致斷鏈事故發生。時常發生操作不當導致緊鏈時電機超負荷運行的情況，緊鏈作業前需短接電機控制開關保護模塊，否則因過流引起保護動作不能完成緊鏈過程，且因長時過流操作縮短電機使用壽命。鳳凰山礦相關職能部門在權衡考慮后，發文要求全礦所有使用40T刮板輸送機的單位禁止使用設備本身的閘帶式緊鏈器。

（2）鳳凰山礦針對設備本身緊鏈裝置不安全的問題，采購了一批專用緊鏈裝置，裝置采用多級齒輪傳動結構。齒輪封閉在一個盒子中，裝置固定在盒子上一個卡鏈齒，其中有一根帶有齒條可以來回移動，2個卡鏈齒嵌入輸送機單邊鏈立環中，雙手搖盒子上部的手把，進行緊鏈或解鏈操作。這種裝置使用方法簡單、操作安全且緊鏈效果良好。但各隊在長時間使用后齒輪箱中的齒輪齒損壞，礦方因經營效益的原因收緊了各方面預算，未再采購這種緊鏈設備或相關配件，導致使用刮板機各單位無法將損壞的齒輪式緊鏈裝置修復。

2 設計方案

根據現實情況，需設計一種安全、經濟的緊鏈器，設計緊鏈器需解決以下問題：動力源足夠大，緊鏈行程夠長，投資小。經長時間考慮后，做出了如下設計方案。

使用井下常用的手拉葫蘆作為緊鏈的動力設施，但手拉葫蘆本身帶的掛鉤不能掛于刮板鏈上，需要借助其他輔助設施，設計了一種方便簡易的卡鏈裝置（如圖1所示）。加工時使用Q345B型號的鋼板，將鋼板割成半圓形，圓形頂部割一個圓孔，用來掛手拉葫蘆，半圓形底部設計成鉤狀可卡住大鏈兩端，底部是一個卡槽，固定端與整體裝置焊接為一個整體，活動端可根據大鏈寬度進行調整，寬度調整合適后，使用螺絲將活動端固定。緊鏈時將2個緊鏈裝置卡在大鏈上，緊固牢固后掛手拉葫蘆、緊鏈，達到張緊度要求后，更換一截短鏈，更換結束后，松手拉葫蘆，運行刮板機，查看緊鏈效果，如果未達到運行要求，繼續重復以上步驟，直至達到正常運行要求。經過使用實踐，使用5T的手拉葫蘆方式能滿足使用刮板輸送機正常掘進過程中刮板機運行的要求。

圖1 手拉葫蘆緊鏈示意

3 緊鏈能力驗證

3.1 設備自帶閘帶式緊鏈器緊鏈能力

SGW-40T刮板輸送機部分技術參數：輸送能力150 t/h，裝機功率40 kW，刮板鏈速0.86 m/s。

根據定律，忽略傳動損耗，牽引力F1：

式中：

F1-刮板機牽引力，kN；

P-電機功率，kW；

v-刮板鏈速，m/s。

3.2 HSZ-5手拉葫蘆技術參數

HSZ-5手拉葫蘆技術參數：起重量5 t，起重高度3 m，試驗載荷6.25 t，手拉葫蘆作用在大鏈上的拉力F2=(5×1000×10)kN=50 kN

可以得出：F2＞F1。

經以上的計算驗證可以看出，使用手拉葫蘆的緊鏈方式能夠達到閘帶式緊鏈裝置的緊鏈效果且緊鏈行程可達3 m，滿足使用需求。

3.3 手拉葫蘆卡鏈裝置材料強度核算

整個裝置受力最集中區域是兩邊掛鉤處，掛鉤處加工要求最窄處不得低于20mm，材料厚度為200mm，受剪應力面積最小為Q=400mm2，按手拉葫蘆試驗載荷6.25 t，裝置每邊掛鉤處最大受力為F=（62.5/2）kN=31.25kN，受剪應力τ=F/Q=78.1MPa；選取材料的安全系數為2，可得出材料許用剪應力 [τ]=140MPa。可以得出τ＜[τ]，材料強度校核合格，能夠滿足使用要求。

4 結 論

經緊鏈能力驗證、材料強度核算表明，手拉葫蘆式緊鏈方式能滿足鳳凰山礦使用40T刮板輸送機緊鏈的安全、經濟、可靠的要求，且長達3 m的緊鏈行程能夠滿足一次緊鏈到位的需求，通過在鳳凰山礦XV2207巷和XV2204巷掘進過程中使用，緊鏈效果良好，實踐證明此裝置能夠滿足掘進作業的要求。