線摩擦式多驅(qū)機(jī)尾的革新與應(yīng)用

平煤神馬能源集團(tuán)公司十一礦機(jī)修廠 胡文虎

隨著平頂山煤業(yè)集團(tuán)十一礦二次改擴(kuò)建的完成，原煤生產(chǎn)能力大幅度提高。礦井開(kāi)采深度、井下原煤運(yùn)輸距離的不斷加大，增加了新式大功率線摩擦式多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)可伸縮膠帶輸送機(jī)（SSMD1000/3×75+1×75）的使用需求量。經(jīng)過(guò)兩年多的觀察使用，筆者發(fā)現(xiàn)在井下生產(chǎn)過(guò)程中，隨著割煤機(jī)的不斷推進(jìn)，轉(zhuǎn)載機(jī)也隨之前移。在JM-14回柱絞車(chē)牽引與轉(zhuǎn)載機(jī)相接的線摩擦式多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)可伸縮膠帶輸送機(jī)機(jī)尾前移的過(guò)程中，因皮帶機(jī)尾架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低，加之礦井井下生產(chǎn)環(huán)境惡劣，稍有不慎皮帶機(jī)尾架就會(huì)受拉變形，從而造成皮帶跑偏，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致機(jī)尾架報(bào)廢，增大了設(shè)備投入量和職工勞動(dòng)強(qiáng)度，形成了安全隱患。為解決上述問(wèn)題，提高線摩擦式多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)可伸縮膠帶輸送機(jī)的使用效率，對(duì)皮帶機(jī)尾進(jìn)行了革新自制，取得了良好成效。

一、革新原因

大功率線摩擦式多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)可伸縮膠帶輸送機(jī)（SSMD1000/3×75+1×75）在十一礦投入使用的兩年多時(shí)間里，經(jīng)過(guò)科研小組現(xiàn)場(chǎng)觀察，結(jié)合使用單位的反饋信息，發(fā)現(xiàn)在井下惡劣的生產(chǎn)環(huán)境中，原裝機(jī)尾存在著以下幾方面缺點(diǎn)。

1.結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低。原裝機(jī)尾架機(jī)身采用18#工字鋼加工，托輥架使用50×5 mm角鐵，滑靴使用8 mm鐵板加工。由于礦井井下巷道壓力大、巷道底板不平（有時(shí)還是煤底板）、滑靴底面積小，容易導(dǎo)致巷道底板卡死（滑靴陷于底板里）。多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)皮帶機(jī)尾原裝結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)皮帶機(jī)尾原裝結(jié)構(gòu)

2.在井下生產(chǎn)過(guò)程中，隨著割煤機(jī)的不斷推進(jìn)，轉(zhuǎn)載機(jī)隨之前移。在JM-14回柱絞車(chē)牽引與轉(zhuǎn)載機(jī)相接的線摩擦式多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)可伸縮膠帶輸送機(jī)機(jī)尾前移的過(guò)程中，由于皮帶機(jī)尾架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低，礦井井下生產(chǎn)環(huán)境惡劣，容易導(dǎo)致皮帶機(jī)尾架受拉變形，從而造成皮帶跑偏，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致機(jī)尾架報(bào)廢。JM-14回柱絞車(chē)牽引機(jī)尾架前移受力如圖2所示。

圖2 JM-14回柱絞車(chē)牽引機(jī)尾前移受力

3.使用時(shí)間短。該礦井井下單位線摩擦式多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)可伸縮膠帶輸送機(jī)機(jī)尾的實(shí)際使用情況表明，一個(gè)采面從開(kāi)始到結(jié)束往往需要2～3臺(tái)原裝機(jī)尾，生產(chǎn)成本較大，造成了不必要的設(shè)備損失。

4.安全隱患多。由于原裝皮帶機(jī)尾架結(jié)構(gòu)部件多，（機(jī)尾架組件過(guò)大，單件最大3 m×0.5 m×200 kg）在井下特殊的工作環(huán)境中，頻繁的檢修維護(hù)和更換安裝會(huì)給井下職工的安全生產(chǎn)帶來(lái)安全隱患。

二、革新目的

1.增大線摩擦式多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)可伸縮膠帶輸送機(jī)機(jī)尾的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提高設(shè)備工作的安全性和運(yùn)輸能力。

2.簡(jiǎn)化掉線摩擦式多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)可伸縮膠帶輸送機(jī)機(jī)尾輥筒架機(jī)構(gòu)，提高機(jī)尾的整體強(qiáng)度。

3.減小線摩擦式多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)可伸縮膠帶輸送機(jī)機(jī)尾的日常檢修維護(hù)量，降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。

4.降低生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)使用時(shí)間，增加經(jīng)濟(jì)效益。

三、設(shè)計(jì)方案

1.簡(jiǎn)化掉機(jī)尾輥筒架。由于機(jī)尾輥筒架部分結(jié)構(gòu)繁瑣、抗拉性弱，在研制過(guò)程中簡(jiǎn)化掉機(jī)尾輥筒架。通過(guò)對(duì)最后一節(jié)機(jī)尾主機(jī)架的改造，用20 mm 鐵板焊制輥筒座直接安裝在最后一節(jié)處。經(jīng)過(guò)機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化，提高了機(jī)尾架的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)降低了機(jī)尾的加工難度。

2.在托輥架不變的情況下，為提高主機(jī)架整體強(qiáng)度，在每節(jié)機(jī)尾主機(jī)架上增設(shè)2根12#工字鋼橫撐，以防止在井下生產(chǎn)過(guò)程中，隨著割煤機(jī)的不斷推進(jìn)，轉(zhuǎn)載機(jī)隨之前移。使用JM-14回柱絞車(chē)?yán)瓌?dòng)與轉(zhuǎn)載機(jī)相接的線摩擦式多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)可伸縮膠帶輸送機(jī)機(jī)尾前移的過(guò)程中，機(jī)尾架在強(qiáng)拉力作用下不易變形。

3.在每節(jié)機(jī)尾主機(jī)架上，增設(shè)2條M30通心拉絲。以應(yīng)對(duì)皮帶機(jī)尾在長(zhǎng)期使用中由于連接螺絲松動(dòng)等外因引發(fā)的機(jī)尾主機(jī)架變形，可以通過(guò)每節(jié)2條通心拉絲兩邊的螺帽進(jìn)行微調(diào)。

4.滑靴制作材料由8 mm 鐵板改為20 mm 鐵板，同時(shí)增加滑靴的底面積加工尺寸。這樣就增大了滑靴與巷道底板的接觸面積，防止滑靴與巷道底板因接觸面積小而卡死（或陷于底板），避免了隨著割煤機(jī)的推進(jìn)，使用JM-14 回柱絞車(chē)?yán)瓌?dòng)線摩擦式多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)可伸縮膠帶輸送機(jī)機(jī)尾前移的過(guò)程中造成機(jī)尾主機(jī)架變形或報(bào)廢。

5.特別增設(shè)皮帶防跑偏托輥、增大改造后機(jī)尾輥筒處的滑靴尺寸。并在該處滑靴底部鉆地錨孔，加焊單體柱窩。通過(guò)地錨把滑靴固定在巷道底板上、并在滑靴和頂板間架立液壓?jiǎn)误w柱，使安裝機(jī)尾輥筒的最后一節(jié)機(jī)尾主機(jī)架不易因皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)而擺動(dòng)，從而有效防止了皮帶跑偏等問(wèn)題的出現(xiàn)。改造后的多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)皮帶機(jī)尾結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 改造后的多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)皮帶機(jī)尾結(jié)構(gòu)

技術(shù)說(shuō)明：

（1）滑靴制作材料由8 mm 鐵板改為20 mm 鐵板，增大了滑靴尺寸，增加了滑靴與巷道底板的接觸面積。

（2）每節(jié)機(jī)尾架上增設(shè)兩條M30通心拉絲，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)尾變形的微調(diào)。

（3）每節(jié)機(jī)尾上增裝兩根12#工字鋼橫撐，增大了機(jī)尾整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

（4）簡(jiǎn)化掉機(jī)尾輥筒架機(jī)構(gòu)，使用20 mm鐵板直接在機(jī)尾架最后一節(jié)處焊制輥筒座，用以安裝機(jī)尾輥筒。

（5）增大機(jī)尾輥筒處的滑靴尺寸，鉆制地錨孔，焊制抗圈。

四、研制進(jìn)程及經(jīng)費(fèi)概算

1.研制進(jìn)程。2012年1—2月成立革新攻關(guān)小組，制訂科研規(guī)劃，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研；2012年2—3月根據(jù)使用單位要求，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，確定加工革新方案，并測(cè)繪加工圖紙；2012年3—4月利用廠內(nèi)現(xiàn)有設(shè)備加工制作樣機(jī)，由十一礦掘六隊(duì)試用，并進(jìn)行跟蹤驗(yàn)證；2012年4—5月，根據(jù)使用單位反饋信息，逐步改進(jìn)，最終定型。

2.經(jīng)費(fèi)概算。主要項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)見(jiàn)表1。

表1 主要項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)

五、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益

1.直接效益。2012年，十一礦機(jī)修廠共為井下單位加工改進(jìn)型機(jī)尾15套，改進(jìn)型機(jī)尾的加工費(fèi)用約為1.4萬(wàn)元/套（設(shè)備中心向我廠核算的加工單價(jià)），相比8 萬(wàn)/套的外購(gòu)單價(jià)（由機(jī)電科了解），全年共節(jié)支約：（8萬(wàn)/套-1.4萬(wàn)/套）×15套（全年加工機(jī)尾數(shù)量）＝99萬(wàn)元。

2.間接效益。使用改進(jìn)型線摩擦式多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)可伸縮膠帶輸送機(jī)機(jī)尾只需1 套即可滿足生產(chǎn)要求，2012年大約投入使用改進(jìn)型機(jī)尾15 套。按照一個(gè)采面需要2 臺(tái)原裝機(jī)尾計(jì)算，理論上應(yīng)投入使用原裝機(jī)尾30套/年。如果全部使用改進(jìn)型機(jī)尾，每年在數(shù)量上比使用原裝機(jī)尾少投入15 套。共節(jié)支：8 萬(wàn)/套×15 套/年（全年加工機(jī)尾數(shù)量）＝120 萬(wàn)元/年。因此，年度技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益總計(jì)為：99萬(wàn)元/年（直接效益）＋120萬(wàn)元/年（間接效益）＝219萬(wàn)元/年。

3.社會(huì)效益。改進(jìn)型線摩擦式多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)可伸縮膠帶輸送機(jī)機(jī)尾的投入使用提高了機(jī)尾的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，減小了日常檢修維護(hù)量，提高了機(jī)尾運(yùn)行的可靠性，節(jié)省了因機(jī)尾的頻繁檢修和更換安裝所耗費(fèi)的大量人力物力，增加了生產(chǎn)效益。同時(shí)，因皮帶機(jī)尾結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的提高，減少了因故障而造成皮帶停運(yùn)現(xiàn)象的出現(xiàn)，使皮帶的運(yùn)輸能力得到了充分發(fā)揮，對(duì)建設(shè)高效現(xiàn)代化礦井產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

六、使用效果比較

1.提高了機(jī)尾架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。改進(jìn)型機(jī)尾架通過(guò)在每節(jié)機(jī)尾架加裝2根12#工字鋼橫撐，用于支撐絞車(chē)牽引機(jī)尾時(shí)對(duì)機(jī)尾架所產(chǎn)生的向內(nèi)位移的力。將滑靴材料由8 mm鐵板改為20 mm鐵板，增大了滑靴的底面積尺寸，增設(shè)兩條M30通心拉絲可以對(duì)機(jī)尾架變形量進(jìn)行微調(diào)。通過(guò)上述一系列改造，提高了機(jī)尾的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)尾架變形的糾正，大大提高了機(jī)尾架的運(yùn)行可靠性。

2.降低職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。因原裝皮帶機(jī)尾結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低，井下生產(chǎn)環(huán)境惡劣，造成原裝機(jī)尾故障頻繁，使用單位必須投入大量工時(shí)進(jìn)行日常檢修維護(hù)。改進(jìn)型機(jī)尾結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（直接簡(jiǎn)化掉機(jī)尾托輥架）、強(qiáng)度高（在每節(jié)機(jī)尾主機(jī)架上增設(shè)兩根12#工字鋼橫撐等），在用JM-14回柱絞車(chē)?yán)瓌?dòng)與轉(zhuǎn)載機(jī)相接的線摩擦式多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)可伸縮膠帶輸送機(jī)機(jī)尾前移的過(guò)程中，即便有些許變形，也可以通過(guò)通心拉絲進(jìn)行微調(diào)，大幅度減少了機(jī)尾的日常檢修維護(hù)量，節(jié)省了大量的工時(shí)投入，從而降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了機(jī)尾的可操作性；

3.減少設(shè)備投入，降低生產(chǎn)成本。由于原裝機(jī)尾存在的種種不足，一個(gè)采面從開(kāi)始到結(jié)束往往需要2～3 臺(tái)原裝機(jī)尾。改進(jìn)型機(jī)尾使用時(shí)間長(zhǎng)，一般情況下，一個(gè)采面使用1套即可，節(jié)省了機(jī)尾的投入以及機(jī)尾的拆卸更換耗費(fèi)掉的大量人力物力。

4.提高了設(shè)備可靠性，增加了生產(chǎn)效率。原裝皮帶機(jī)尾的高故障率造成的頻繁停工嚴(yán)重影響了皮帶運(yùn)輸能力的正常發(fā)揮，使井下生產(chǎn)受到運(yùn)輸瓶頸的制約；改進(jìn)型機(jī)尾結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更高，使用時(shí)間更長(zhǎng)，日常維修時(shí)間更短，有力地提高了線摩擦式多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)可伸縮膠帶輸送機(jī)的運(yùn)輸能力，從而提高了生產(chǎn)效率。

七、存在問(wèn)題及處理方法

1.存在問(wèn)題。在研制加工機(jī)尾部件的過(guò)程中，盡管最大限度地減少焊接，大量使用螺栓連接以便于拆卸運(yùn)輸。但個(gè)別部件仍然過(guò)于龐大（機(jī)尾架身長(zhǎng)3 m，質(zhì)量超過(guò)200 kg）給井下運(yùn)輸安裝造成了一定困難。

2.處理辦法。在不影響線摩擦式多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)可伸縮膠帶輸送機(jī)機(jī)尾架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用性能的前提下，盡量簡(jiǎn)化機(jī)尾架結(jié)構(gòu)，選用高強(qiáng)質(zhì)輕的型材進(jìn)行加工。