新型礦用皮帶自移機尾緩沖結(jié)構(gòu)設(shè)計

馮海濤

（山東久鼎開元煤礦機械有限公司，菏澤 274300）

皮帶自移機尾快速推移裝置用于高產(chǎn)高效工作面順槽刮板轉(zhuǎn)載機與帶式輸送機機尾的快速推移和正確搭接，滿足煤礦綜采工作面高進度、快推進的工作需要。同時，皮帶自移機尾裝置具有皮帶跑偏調(diào)整、順槽刮板轉(zhuǎn)載機推移方向校直和自行前移等功能，能夠保證煤礦綜采順槽運輸、轉(zhuǎn)載的通暢運行以及各運轉(zhuǎn)設(shè)備的良好銜接。此外，它具有傳輸量大、運輸距離遠、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，為煤礦生產(chǎn)提供了重要的技術(shù)保障。順槽刮板轉(zhuǎn)載機機頭位于皮帶自移機尾上方，可以直接將煤卸載在皮帶自移機尾中間架位置。傳統(tǒng)的皮帶自移機尾中間架緩沖床結(jié)構(gòu)有兩種，一是鋼板式緩沖床，二是托輥式緩沖床。其中：鋼板式緩沖床具有堅固、耐沖擊的優(yōu)點，但缺點是皮帶機的皮帶與緩沖床之間存在滑動摩擦，會導致皮帶易損傷；托輥式緩沖床因具有緩沖托輥，皮帶與托輥之間為滾動摩擦，不易損傷皮帶，缺點是不耐沖擊，緩沖托輥易損壞。皮帶自移機尾緩沖床的損壞，嚴重影響了運煤效率、服務期限等，同時降低了煤礦生產(chǎn)、運輸?shù)馁|(zhì)量[1]。為彌補這兩種緩沖床的缺點，使其更加適應煤炭綜采工作面的工作狀況，設(shè)計了一種新型皮帶自移機尾緩沖結(jié)構(gòu)。

1 傳統(tǒng)緩沖床結(jié)構(gòu)形式分析

皮帶自移機尾主要由頭、尾、中間架、調(diào)平缸、側(cè)移缸、壓帶拖棍、滾筒、清掃器以及滑撬等部件組成，同時配備液壓控制系統(tǒng)和操作臺。其中，尾架主要由架體、滾筒、壓帶托輥、刮煤板、導套、滑靴以及導向輪組等組成。帶式輸送機機尾滾筒設(shè)置在尾架上并用壓塊固定，當整機前移時隨著一起前移，皮帶張緊。尾架體是本機實現(xiàn)抬高功能的后支撐體。中間架分為中間架Ⅰ和中間架Ⅱ等，是小車運行的軌道，也是落煤區(qū)。頭架是小車運行的軌道，又是落煤區(qū)，與抬高架相連。抬高架是皮帶的出入口，主要由架體、清煤器以及導向輪組等組成。小車是轉(zhuǎn)載機機頭的支撐體，也是推移油缸的支撐體，由車架、橫梁、支座以及輪組等組成。小車上與轉(zhuǎn)載機連接的支座設(shè)計為偏心結(jié)構(gòu)，其旋轉(zhuǎn)軸始終位于轉(zhuǎn)載機靠動力部側(cè)。推移座是推移缸與中間架的連接體，通過銷軸固定在中間架的導軌上，并與推移缸連接，實現(xiàn)推移功能。推移缸一個行程結(jié)束后，通過移動推移座的位置可以實現(xiàn)多次推移。

皮帶自移機尾作為煤炭綜采工作面運輸系統(tǒng)的重要設(shè)備，其使用效果的好壞直接決定煤炭運輸效率的高低。中間架作為皮帶自移機尾的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)的使用壽命直接決定了自移機尾的使用壽命。皮帶自移機尾中間架主要由中間架體、導向板以及緩沖床等結(jié)構(gòu)組成。中間架緩沖床是物料沖擊、磨損的主要位置，也是中間架最薄弱、最易損壞的位置[2-3]。目前，井工礦常用的皮帶自移機尾中間架緩沖床的結(jié)構(gòu)形式有鋼板式緩沖床和托輥式緩沖床兩種。

1.1 鋼板式緩沖床

鋼板式緩沖床是將皮帶直接鋪在中間架緩沖床鋼板上，而刮板轉(zhuǎn)載機卸載的煤炭等物料直接落在皮帶上進行運輸。導向板主要起到對皮帶進行導向的作用，防止皮帶跑偏。鋼板式緩沖床底部底板采用間隔式結(jié)構(gòu)，由優(yōu)質(zhì)合金鋼材焊接加工而成。中板材料的耐磨性能不應低于NM400 鋼板的耐磨性能，其他材料的強度不應低于16Mn 鋼的強度。板材數(shù)控下料后進行零件加工，然后進行組鉚焊接，最后進行加工組裝。鋼板式緩沖床的結(jié)構(gòu)形式如圖1 所示。

1.緩沖床鋼板；2.導向板。圖1 鋼板式緩沖床

1.2 托輥式緩沖床

托輥式緩沖床是將皮帶鋪在中間架的緩沖托輥上，而刮板轉(zhuǎn)載機卸載的煤炭等物料直接落在皮帶上，由皮帶進行運輸。該緩沖床物料的承重點在托輥上。導向板同樣起到對皮帶進行導向的作用。托輥式緩沖床設(shè)置有緩沖托輥結(jié)構(gòu)，皮帶與托輥之間發(fā)生滾動摩擦，不易損傷皮帶。托輥式緩沖床底部底板的結(jié)構(gòu)與材料要求均與鋼板式緩沖床相同。整個托輥架為V 形結(jié)構(gòu)，緩沖托輥均勻安裝在托輥架上，皮帶鋪在V 形托輥架上方，如圖2 所示。

1.緩沖托輥；2.導向板。圖2 托輥式緩沖床

2 傳統(tǒng)緩沖床的優(yōu)缺點分析

在煤炭綜采工作的長期生產(chǎn)實踐過程中，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的中間架緩沖床具備一定的優(yōu)點，但也存在許多不足。只有改進傳統(tǒng)緩沖床的不足，發(fā)揮設(shè)備的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，才能提高煤炭開采的轉(zhuǎn)運效率，降低其生產(chǎn)成本。

鋼板式緩沖床皮帶自移機尾的主要優(yōu)點是堅固、耐沖擊，其中間架堅固、耐用、不易損壞，但在生產(chǎn)過程中暴露出3 個缺點。第一，由于皮帶與緩沖鋼板直接摩擦，造成皮帶磨損嚴重，會增加皮帶的投入成本。第二，自移機尾采用中板封閉式結(jié)構(gòu)，導致皮帶在運行過程中容易帶回頭煤。回頭煤在中板與皮帶之間長時間堆積，會使皮帶隆起、跑偏，進而造成皮帶撕裂[3]。第三，當刮板轉(zhuǎn)載機落煤時，由于鋼板式緩沖床中板上未設(shè)置緩沖裝置，煤炭、煤矸石等物料落下會砸傷皮帶，增加皮帶損耗。

托輥式緩沖床皮帶自移機尾的主要優(yōu)點具有緩沖托輥結(jié)構(gòu)，皮帶與托輥之間為滾動摩擦，不易損傷皮帶，但生產(chǎn)過程中存在3 個問題。第一，由于托輥式緩沖床未設(shè)置抗沖擊裝置，且緩沖托輥不耐沖擊，在刮板轉(zhuǎn)載機運輸過程中，完全由托輥承受煤炭、煤矸石等物料落下的沖擊力易損壞托輥[4-5]。第二，由于緩沖托輥處于皮帶下方，托輥損壞后不易更換、維修。第三，托輥損壞后易造成緩沖床損壞，進而影響皮帶的運輸效率。

3 新型緩沖床結(jié)構(gòu)設(shè)計

皮帶自移機尾緩沖床損壞嚴重影響了其運煤效率、服務期限，降低了煤礦生產(chǎn)運輸?shù)男省①|(zhì)量。為彌補傳統(tǒng)緩沖床的缺點，提高物料的轉(zhuǎn)運效率，降低操作勞動強度、改善工作環(huán)境，設(shè)計了一種新型皮帶自移機尾中間架緩沖床結(jié)構(gòu)。

新型皮帶自移機尾緩沖結(jié)構(gòu)主要由緩沖托輥、緩沖鋼板、側(cè)板、導向板以及壓帶托輥等關(guān)鍵部件組成，如圖3 所示。在中間架的緩沖中板上適當位置開矩形槽，矩形槽的間距可根據(jù)具體的設(shè)計要求來設(shè)定。緩沖托輥架焊接在矩形槽中，緩沖托輥安裝在托輥架上，整個緩沖中板既具有緩沖鋼板結(jié)構(gòu)又具有緩沖托輥結(jié)構(gòu)。該皮帶自移機尾新型緩沖床結(jié)構(gòu)安全可靠、省工、省時，可高效開采礦井煤炭。

1.緩沖托輥；2.緩沖鋼板；3.導向板；4.壓帶托輥；5.側(cè)板。圖3 新型中間架緩沖床

新型皮帶自移機尾緩沖結(jié)構(gòu)中間架的緩沖床采用緩沖托輥和緩沖鋼板結(jié)構(gòu)，底部底板采用間隔式結(jié)構(gòu)，在合適的位置設(shè)置清浮煤裝置，由優(yōu)質(zhì)合金鋼材焊接加工而成。中板材料的耐磨性能不應低于NM400 鋼板的耐磨性能，其他材料的強度不應低于16Mn 鋼的強度。板材下料后進行零件加工，然后進行組鉚焊接，最后進行加工組裝。

新型皮帶自移機尾緩沖結(jié)構(gòu)緩沖床中的緩沖鋼板能夠承受刮板轉(zhuǎn)載機卸載煤塊矸石對緩沖床的沖擊力。緩沖托輥能夠減少皮帶機皮帶的摩擦損傷。緩沖托輥直接卡在托輥架的U 形槽內(nèi)，易于安裝、拆卸。托輥尺寸大小根據(jù)實際工作情況確定。該緩沖結(jié)構(gòu)解決了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)皮帶磨損大、托輥易損壞、維修效率低以及危險系數(shù)高等問題。

4 結(jié)語

在傳統(tǒng)的皮帶自移機尾中間架緩沖床結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一款新型中間架緩沖床結(jié)構(gòu)。該新型中間架緩沖床結(jié)構(gòu)通過緩沖鋼板、緩沖托輥，解決刮板轉(zhuǎn)載機煤炭卸載時的承重問題、皮帶磨損問題，延長了皮帶自移機尾和皮帶的使用壽命，降低了中間架的損壞頻率，大幅提高了煤炭的運輸效率，減少了生產(chǎn)成本和維修成本的投入，增加了生產(chǎn)效益。目前，該皮帶自移機尾中間架緩沖床結(jié)構(gòu)已在多個煤礦綜采工作面使用。應用結(jié)果表明，優(yōu)化后的皮帶自移機尾中間架緩沖床運行平穩(wěn)、安全性能高，延長了自移機尾的使用壽命，降低了工人的勞動強度，應用效果良好，社會經(jīng)濟效益高。