煤礦井下帶式輸送機(jī)卸料機(jī)構(gòu)的研究與優(yōu)化

王 路

（同煤集團(tuán)煤峪口礦技術(shù)科， 山西 大同 037001）

引言

帶式輸送在卸煤時(shí)為了滿足卸料穩(wěn)定性和連續(xù)性的需求，通常需要將帶式輸送機(jī)的卸料裝置進(jìn)行一定的抬高，因此在卸煤的位置對(duì)地形要求較高，需要進(jìn)行大量的基建改造才能滿足卸料穩(wěn)定性的需求。隨著帶式輸送機(jī)向著大運(yùn)量、高帶速、長距離方向發(fā)展，現(xiàn)有的帶式輸送機(jī)卸料機(jī)構(gòu)在使用中存在穩(wěn)定性差、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度弱、卸料效率低的缺陷，已經(jīng)無法滿足卸料穩(wěn)定性需求[1]，因此本文對(duì)輸送機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度優(yōu)化分析，提出了一種新的帶式輸送機(jī)卸料機(jī)構(gòu)，其采用了全新的內(nèi)裝式的軸承座及懸臂式三角機(jī)架結(jié)構(gòu)，具有穩(wěn)定性高、適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，能夠靈活適應(yīng)井下復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境；卸料機(jī)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)簡單、加工制造成本低，采用了模塊化的設(shè)計(jì)思想，便于進(jìn)行維護(hù)和更換，顯著提升了帶式輸送機(jī)的卸料效率和卸料穩(wěn)定性。

1 輸送機(jī)卸料結(jié)構(gòu)缺陷分析

目前帶式輸送機(jī)系統(tǒng)常用的卸料裝置為在直角三角架上設(shè)置一個(gè)卸載滾筒，同時(shí)為了滿足卸料穩(wěn)定性的需求，在直角三角架上還設(shè)置有清掃機(jī)構(gòu)和托帶滾筒機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際使用過程中對(duì)地質(zhì)情況要求高，輸送帶在滿負(fù)荷進(jìn)行卸料時(shí)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，外置式軸承座易受力變形，導(dǎo)致卸料機(jī)構(gòu)卡死，給煤礦輸送機(jī)的卸料穩(wěn)定性和效率帶來了嚴(yán)重的影響，傳統(tǒng)卸料裝置整體結(jié)構(gòu)如圖1 所示[2]。

2 卸料機(jī)構(gòu)的優(yōu)化研究

圖1 帶式輸送機(jī)卸料機(jī)構(gòu)示意圖

針對(duì)現(xiàn)有卸料機(jī)構(gòu)在使用過程中暴露出的缺陷，結(jié)合帶式輸送機(jī)卸料時(shí)的實(shí)際工藝流程和要求，對(duì)現(xiàn)有的卸料機(jī)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究，采用了內(nèi)裝式的軸承座及懸臂式三角架結(jié)構(gòu)，從而避免了在使用過程中受落料沖擊導(dǎo)致的軸承座變形和卸料滾筒支撐架的損壞，將整個(gè)卸料機(jī)構(gòu)的卸料滾筒高度提高1.2 m，從而很好地滿足了在井下復(fù)雜環(huán)境下卸料裝置的適應(yīng)性，能夠降低對(duì)基礎(chǔ)地基的依賴性，極大提升了輸送機(jī)卸料機(jī)構(gòu)部署的靈活性和速度，滿足快速調(diào)整卸料的需求，優(yōu)化后的帶式輸送機(jī)卸料機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 優(yōu)化后的帶式輸送機(jī)卸料機(jī)構(gòu)示意圖（單位：mm）

由圖可知，該卸料機(jī)構(gòu)的底座采用了通用式的直角三角架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)主體采用了厚度為15 mm 的高強(qiáng)度碳素鋼焊接而成。為了滿足在確保支護(hù)強(qiáng)度下的輕便型需求，機(jī)架采用了“工”字鋼，焊接結(jié)構(gòu)采用了氬弧焊接，焊接完成后進(jìn)行隨動(dòng)處理，消除機(jī)架焊接過程中的內(nèi)應(yīng)力，從而滿足在高強(qiáng)度工作下的工作穩(wěn)定性需求。

由于帶式輸送機(jī)卸料滾筒在卸料過程中需要深入到煤倉一定的距離，從而保證卸料時(shí)煤料分布的均勻性，而傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)卸料機(jī)構(gòu)的卸料滾筒直接設(shè)置在直角三角架上，有效深處距離較短，因此導(dǎo)致在卸料時(shí)，需要在煤倉一段設(shè)置物料分撥裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭分布的調(diào)整。該新的帶式輸送機(jī)卸料機(jī)構(gòu)在機(jī)身上設(shè)置了一個(gè)懸臂式三角架結(jié)構(gòu)[3]，作為連接卸料滾筒和機(jī)身的結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)煤倉的不同尺寸靈活調(diào)整煤料分布，提升了卸料效率。該懸臂式結(jié)構(gòu)采用了穩(wěn)定三角形結(jié)構(gòu)，由于懸臂較長因此在下側(cè)設(shè)置了支撐架，該支撐架能夠根據(jù)實(shí)際支護(hù)情況進(jìn)行調(diào)整，可滿足不同支護(hù)需求下的加強(qiáng)作用，從而有效保障懸臂式機(jī)構(gòu)的受力穩(wěn)定性，提升卸料機(jī)構(gòu)的工作可靠性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

為了避免在長期惡劣環(huán)境下工作外置式軸承座易受力變形、粉塵滲入影響運(yùn)行靈活性的情況，新的卸料機(jī)構(gòu)采用了內(nèi)置式的軸承座結(jié)構(gòu)，外部采用連接板密封，有效防止煤粉的進(jìn)入，確保了軸承長期工作時(shí)的靈活性和使用壽命；同時(shí)在內(nèi)置式的軸承座上，其承力的結(jié)構(gòu)軸為非懸臂軸，能夠有效降低在工作時(shí)的彎曲應(yīng)力，避免長期工作時(shí)的應(yīng)力變形，確保了卸料滾筒工作時(shí)的靈活性，提升了設(shè)備的使用壽命。

為了確保該卸料機(jī)構(gòu)在維修時(shí)的便捷性，其采用了模塊化[4]的設(shè)計(jì)思想，整個(gè)結(jié)構(gòu)由機(jī)身、卸料滾筒、懸臂支撐結(jié)構(gòu)組成，且各連接機(jī)構(gòu)間采用了螺栓連接，能夠便于維修和更換，提升了維護(hù)便捷性。

3 卸料機(jī)構(gòu)的應(yīng)用情況

該新型的帶式輸送機(jī)卸料機(jī)構(gòu)目前已在多個(gè)煤礦投入應(yīng)用，根據(jù)對(duì)其應(yīng)用現(xiàn)狀的跟蹤記錄，該卸料機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能夠滿足在煤礦井下工作時(shí)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性需求，同時(shí)由于采用了懸臂式的卸料滾筒結(jié)構(gòu)，使其既能夠滿足輸送帶的物料輸送，又能夠滿足煤倉物料的直接傳輸需求，靈活性高。同時(shí)采用了小尺寸的底座結(jié)構(gòu)，對(duì)井下輸送區(qū)域的地質(zhì)條件要求較低，滿足復(fù)雜地形條件下的支護(hù)需求。該新型卸料機(jī)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)簡單、加工制造成本低，采用了模塊化的設(shè)計(jì)思想，便于進(jìn)行維護(hù)和更換，顯著提升了帶式輸送機(jī)的卸料效率和卸料穩(wěn)定性。

4 結(jié)論

1）新的卸料機(jī)構(gòu)采用了內(nèi)裝式的軸承座及懸臂式三角架結(jié)構(gòu)，從而避免了在使用過程中受落料沖擊導(dǎo)致的軸承座變形和卸料滾筒支撐架的損壞。

2）懸臂式卸料結(jié)構(gòu)采用了穩(wěn)定三角形結(jié)構(gòu)，由于懸臂較長，因此在下側(cè)設(shè)置了支撐架，該支撐架能夠根據(jù)實(shí)際支護(hù)情況進(jìn)行調(diào)整，滿足不同支護(hù)需求下的支護(hù)加強(qiáng)作用，從而有效保障懸臂式機(jī)構(gòu)的受力穩(wěn)定性。

3）新的卸料機(jī)構(gòu)采用了內(nèi)置式的軸承座結(jié)構(gòu)，外部采用連接板密封，有效防止煤粉的進(jìn)入，確保了軸承長期工作時(shí)的靈活性和使用壽命。

4）采用了模塊化的設(shè)計(jì)思想，整個(gè)結(jié)構(gòu)由機(jī)身、卸料滾筒、懸臂支撐結(jié)構(gòu)組成，且各連接機(jī)構(gòu)間采用了螺栓連接，能夠便于維修和更換，提升了維護(hù)便捷性。