移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)的研制與應(yīng)用

孫學(xué)強(qiáng)+++王曉燕+++趙崢

摘 要：在井下采煤、掘進(jìn)過(guò)程中，有的時(shí)候皮帶運(yùn)輸煤，有的時(shí)候皮帶運(yùn)輸巖石，為了實(shí)現(xiàn)在井下皮帶運(yùn)輸過(guò)程中將矸石和煤分開(kāi)，特別研制了配倉(cāng)皮帶運(yùn)輸機(jī)，由此減少了矸石升井、地面選煤等工作。

關(guān)鍵詞：巖石；配倉(cāng)皮帶；升井；選煤

1 概況

曉南礦1977年開(kāi)始興建， 1980年投產(chǎn)，采煤順序?yàn)橄炔梢凰胶蟛啥?，二水平的采煤順序?yàn)橄炔赡弦缓蟛杀币唬瑥?011年3月份開(kāi)始在二水平北一進(jìn)行掘進(jìn)工作，在二水平矸石倉(cāng)聯(lián)絡(luò)道設(shè)置有兩個(gè)煤倉(cāng)和一個(gè)矸石倉(cāng)，倉(cāng)口規(guī)格都為1700mm×1700mm，兩煤倉(cāng)口的邊界距離為1000mm，矸石倉(cāng)在煤倉(cāng)附近的巷道B內(nèi)設(shè)置。目前有兩部皮帶運(yùn)輸機(jī)，其中第一部皮帶運(yùn)輸機(jī)主要為采煤工作面服務(wù)，第二部皮帶運(yùn)輸機(jī)主要為掘進(jìn)工作面服務(wù)，每部皮帶運(yùn)輸機(jī)都能通過(guò)迎板實(shí)現(xiàn)往任一煤倉(cāng)落貨，皮帶運(yùn)輸機(jī)和各倉(cāng)口的位置分布圖如圖1所示。

圖1 皮帶運(yùn)輸機(jī)和各倉(cāng)口的位置分布圖

目前該運(yùn)輸系統(tǒng)中沒(méi)有矸石分運(yùn)功能，由第一部皮帶運(yùn)輸機(jī)和第二部皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸?shù)捻肥荒芡簜}(cāng)里落，這樣增加了皮帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸工作量，減少了皮帶的使用壽命。在我礦井下矸石是不用升井的，直接通過(guò)礦車(chē)轉(zhuǎn)運(yùn)到矸石充填地點(diǎn)，用于充填舊巷，如果矸石落進(jìn)煤倉(cāng)，增加了主井提貨的工作量?；烊朊褐械捻肥院笮枰谶x煤廠進(jìn)行選煤，增加了選煤工作量。

2 配倉(cāng)皮帶機(jī)的研制

為了實(shí)現(xiàn)皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中矸石的分運(yùn)功能，如圖1所示，需在巷道B內(nèi)鋪設(shè)一條皮帶運(yùn)輸機(jī)，和矸石倉(cāng)搭接，專門(mén)負(fù)責(zé)運(yùn)輸系統(tǒng)中分運(yùn)出來(lái)的矸石，在巷道A內(nèi)研制一部配倉(cāng)皮帶機(jī)，主要負(fù)責(zé)第一部皮帶和第二部皮帶的矸石分運(yùn)工作。

2.1 移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶功能構(gòu)思

根據(jù)實(shí)際情況，配倉(cāng)皮帶機(jī)要實(shí)現(xiàn)矸石分運(yùn)，需要有三個(gè)功能：（1）分運(yùn)第一部皮帶運(yùn)輸機(jī)的矸石；（2）分運(yùn)第二部皮帶運(yùn)輸機(jī)的矸石；（3）不分運(yùn)時(shí)需退出第一部皮帶運(yùn)輸機(jī)和第二部皮帶運(yùn)輸機(jī)落煤區(qū)域。如果按普通配倉(cāng)皮帶運(yùn)輸機(jī)考慮，要完成這三個(gè)功能，需要兩部配倉(cāng)皮帶運(yùn)輸機(jī)，這樣雖實(shí)現(xiàn)分運(yùn)功能，但鋪設(shè)兩部配倉(cāng)皮帶后的巷道空間狹小，且需要投入的制作材料增加。由于兩煤倉(cāng)倉(cāng)口比較近，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)考察、研究，決定制作一部移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)，用該皮帶機(jī)來(lái)完成這三個(gè)功能。

從位置上看，移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)完成這三個(gè)功能需要有三個(gè)位置。第一個(gè)位置是移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)和第一部皮帶運(yùn)輸機(jī)配合；第二個(gè)位置是移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)和第二部皮帶運(yùn)輸機(jī)配合；第三個(gè)位置是移動(dòng)皮帶機(jī)退出第一部皮帶運(yùn)輸機(jī)和第二部皮帶運(yùn)輸機(jī)落貨范圍。這三個(gè)位置的示意圖見(jiàn)圖2。

圖2 移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)的三位置圖

2.2 移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶架模型的確定

如圖2所示，移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)由第一位置移動(dòng)到第三位置，在圖中需要進(jìn)行左右移動(dòng)，移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)的左右移動(dòng)，我們可以參照以前制作配倉(cāng)皮帶的經(jīng)驗(yàn)，制作一部普通的配倉(cāng)皮帶架。

普通配倉(cāng)皮帶架主要由三部分組成，包括運(yùn)行軌道、皮帶運(yùn)行部、皮帶架行走部。

（1）運(yùn)行軌道

運(yùn)行軌道由鐵道制成，鋼軌規(guī)格選擇24kg，1米皮帶架的寬度為1570mm，由此設(shè)計(jì)鐵道的軌距為1640mm。

（2）皮帶運(yùn)行部

皮帶運(yùn)行部主要包括皮帶運(yùn)行中間架、機(jī)頭架、機(jī)尾架。皮帶運(yùn)行中間架根據(jù)1米皮帶架為參照，設(shè)計(jì)中間架寬為1570mm，中間架的長(zhǎng)度為2500mm，中間架的骨架選用200輕型工字鋼，上托輥的固定座固定在輕型工字鋼上，上托輥的間距為500mm，下托輥的固定座固定在支撐架內(nèi)側(cè)，下托輥間距為2500mm，單個(gè)皮帶中間架的長(zhǎng)度為2500mm。機(jī)頭架和機(jī)尾架分布在皮帶運(yùn)行部的兩側(cè)，機(jī)尾架的主要功能是上貨。機(jī)尾架由12#工字鋼焊接而成，機(jī)尾架固定有尾輪，尾輪選用1米皮帶運(yùn)輸機(jī)首輪，直徑為500，長(zhǎng)度為1200mm，尾輪的固定座由30mm鐵板焊接而成，固定座上有絲杠，通過(guò)旋轉(zhuǎn)絲杠來(lái)調(diào)節(jié)尾輪的角度，保證皮帶不跑偏。在尾輪與中間架對(duì)接的部位設(shè)置一抗輪，抗輪直徑為200mm，長(zhǎng)度為1200mm。機(jī)頭架的主要功能是提供皮帶的動(dòng)力源，由12#工字鋼焊接而成，由于配倉(cāng)皮帶的皮帶長(zhǎng)度比較短，所需動(dòng)力不太大，取消選用皮帶機(jī)的“S”輪做驅(qū)動(dòng)裝置，而選擇隔爆油冷式電滾筒作為皮帶運(yùn)行的動(dòng)力源，根據(jù)電滾筒的規(guī)格表明細(xì)，選擇直徑為630mm，長(zhǎng)度為1200mm，功率為22KW，帶速為1.6m/s，額定電壓為660V/1140V，支承形式選擇支座式。機(jī)頭架設(shè)置一抗輪，抗輪規(guī)格和機(jī)尾架選擇的抗輪相同。

（3）皮帶行走部

皮帶行走部的行走方式采用行走輪組滾動(dòng)方式，行走輪組和皮帶架由支撐架聯(lián)接，每組行走輪組對(duì)應(yīng)兩個(gè)支撐架，行走輪采用直徑為300mm的礦車(chē)輪，行走輪中間由輪軸連接，輪軸用∮60圓鋼加工而成，長(zhǎng)度由軌距而定，行走輪組中有兩個(gè)是驅(qū)動(dòng)輪組，其余為從動(dòng)輪組，為了壓縮配倉(cāng)皮帶機(jī)的體積，將驅(qū)動(dòng)輪組布置在配倉(cāng)皮帶機(jī)中間部，即和中間架連接。其中驅(qū)動(dòng)輪組的軸和輪是由花鍵連接，行走輪軸和支撐架采用軸承配合；從動(dòng)輪組的軸和輪采用軸承配合，從動(dòng)輪軸和支撐架采用軸孔配合。行走驅(qū)動(dòng)方式采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速比較大，采用減速裝置進(jìn)行減速。經(jīng)過(guò)對(duì)礦在用設(shè)備進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)JH-5型回柱絞車(chē)的電機(jī)和減速機(jī)比較適合，回柱絞車(chē)的減速采用渦桿和齒輪減速，減速比為161.9，由于齒輪減速裝置比較大，減速比小，選用回柱絞車(chē)電機(jī)和渦桿減速部分，減速比為54，電機(jī)轉(zhuǎn)速為1450r/min，通過(guò)減速后的轉(zhuǎn)速為26.8r/min，減速機(jī)輸出軸上安裝的鏈輪的直徑為120mm，驅(qū)動(dòng)軸上安裝的鏈輪的直徑為200，由此得出驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為

車(chē)輪的直徑為300mm，移動(dòng)式皮帶架的行走速度

2.3移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)的旋轉(zhuǎn)裝置

如圖2所示，移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶實(shí)現(xiàn)第一位置到第二位置，皮帶機(jī)機(jī)尾需要偏轉(zhuǎn)，而機(jī)頭需盡量少移動(dòng)，防止移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)落貨點(diǎn)偏差過(guò)大。為了滿足該要求，移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶需具有旋轉(zhuǎn)功能，圓心距離移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)落貨點(diǎn)越近越好，移動(dòng)配倉(cāng)皮帶在旋轉(zhuǎn)偏移后，仍具有行走功能，所以需整體偏移，要實(shí)現(xiàn)整體偏移，需在行走軌道下制作旋轉(zhuǎn)裝置。

移動(dòng)配倉(cāng)皮帶架的旋轉(zhuǎn)裝置包括旋轉(zhuǎn)軌道，旋轉(zhuǎn)架及旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源。

（1）旋轉(zhuǎn)軌道。旋轉(zhuǎn)軌道選用24kg鐵道，由彎道器加工而成，鐵道弧度由距離圓心的長(zhǎng)度而定，鐵道長(zhǎng)度由旋轉(zhuǎn)范圍而定。

（2）旋轉(zhuǎn)架。旋轉(zhuǎn)架由12#工字鋼焊接而成，旋轉(zhuǎn)架上焊接有旋轉(zhuǎn)輪座，由于該皮帶架較長(zhǎng)，制作過(guò)程中精度不能達(dá)到太高，所以要求旋轉(zhuǎn)輪和軌道的配合區(qū)域要大，在加工旋轉(zhuǎn)輪時(shí)，輪子長(zhǎng)度為220mm。輪子方向的固定由旋轉(zhuǎn)架距旋轉(zhuǎn)軸距離遠(yuǎn)近而定。

（3）旋轉(zhuǎn)動(dòng)力。旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，主要受到的阻力是旋轉(zhuǎn)輪和旋轉(zhuǎn)軌道之間的滾動(dòng)摩擦力，阻力不會(huì)太大，所以不必要選擇電機(jī)。要簡(jiǎn)化旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，根據(jù)移動(dòng)配倉(cāng)皮帶在巷道位置的實(shí)際情況，最終選擇風(fēng)缸，風(fēng)缸布置在距離旋轉(zhuǎn)軸最遠(yuǎn)處，這樣對(duì)風(fēng)缸動(dòng)力的要求最小。

3 移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)各參數(shù)的確定

3.1 移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶高度和長(zhǎng)度的確定

從移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶外形看，影響高度的位置在移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)頭架的支撐架上，輪軸的的直徑為60mm，在圖上設(shè)計(jì)，最小高度為75mm，按此計(jì)算，移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶的最小高度為926mm，擋貨板的高度按200mm高計(jì)算，其中第一部皮帶運(yùn)輸機(jī)的帶速為2.5m/s，首輪直徑為400mm，拋貨高度為400+200=600mm，拋貨時(shí)間t

拋貨距離為S

第一部皮帶運(yùn)輸機(jī)的首輪垂直切面和倉(cāng)口外沿一致，按落貨點(diǎn)距離尾輪的距離為500計(jì)算，尾輪距離倉(cāng)口邊界的距離d

巷道B內(nèi)需鋪設(shè)一條專運(yùn)矸石的皮帶運(yùn)輸機(jī)，皮帶運(yùn)輸機(jī)的寬度為1200mm，在皮帶兩側(cè)各留400mm空隙，按該設(shè)計(jì)測(cè)量，沿巷道方向，煤倉(cāng)口距離運(yùn)矸皮帶運(yùn)輸機(jī)邊界的距離為17200mm，移動(dòng)配倉(cāng)皮帶的總長(zhǎng)度為D

移動(dòng)配倉(cāng)皮帶的中間架長(zhǎng)度為2500mm，設(shè)計(jì)6個(gè)中間架，總長(zhǎng)度為15000mm，剩余3525mm，由機(jī)頭架和機(jī)尾架分配。由于行走軌道在第三位置時(shí)不能影響煤倉(cāng)正常落貨，所以軌道的邊界在煤倉(cāng)邊界處，移動(dòng)配倉(cāng)皮帶機(jī)尾距離行走輪的長(zhǎng)度為1325+150=1475mm（其中150為行走輪半徑），按行走輪中心到中間架的長(zhǎng)度為1200計(jì)算，機(jī)尾架的長(zhǎng)度為1475+500=1975mm（該長(zhǎng)度為尾輪中心距離中間架的長(zhǎng)度），機(jī)頭架的長(zhǎng)度為3525-1975=1550mm。

3.2 移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶彎軌布置位置的確定

移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，主要遇到的阻力是旋轉(zhuǎn)輪和旋轉(zhuǎn)軌道在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中受到的滾動(dòng)摩擦力，由于加工精度的限制，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，各輪可能會(huì)承受滑動(dòng)摩擦力，所以要求布置的彎軌越少，遇到滑動(dòng)摩擦的幾率就越少，按6000mm長(zhǎng)度為間距設(shè)置，在倉(cāng)口設(shè)置一個(gè)彎軌，按此計(jì)算，總共需設(shè)計(jì)三組彎軌，即三組旋轉(zhuǎn)架，整個(gè)行走軌道由這三個(gè)旋轉(zhuǎn)架支撐，要求行走軌道設(shè)計(jì)成6米左右長(zhǎng)度，原設(shè)計(jì)使用24kg鐵道作為行走軌道，由于跨度大，移動(dòng)配倉(cāng)皮帶架行走時(shí)鐵道容易彎曲，經(jīng)核算，決定使用43kg鐵道。旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源由上分析，選擇風(fēng)缸，由圖測(cè)量，行走軌道倉(cāng)口端旋轉(zhuǎn)距離為1700mm，根據(jù)礦現(xiàn)有設(shè)備的實(shí)際情況，決定選取2000mm行程的風(fēng)缸。

3.3 拉底工程確定

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，若要鋪設(shè)運(yùn)矸皮帶運(yùn)輸機(jī)及移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)需要進(jìn)行拉底工作，拉底區(qū)域由圖上設(shè)計(jì)確定，拉底區(qū)域圖如圖3。按照設(shè)計(jì)圖上的數(shù)據(jù)，移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)的總高度為1424mm，加上護(hù)板高度200mm，總高度為1624mm，所以移動(dòng)配倉(cāng)皮帶旋轉(zhuǎn)軌道的下面距離倉(cāng)口的距離為376mm，臺(tái)階高度為840mm，所以純拉底量為464mm，給定的拉底高度為500mm。即拉底高度為500mm。運(yùn)矸皮帶運(yùn)輸機(jī)需在此基礎(chǔ)上拉底，護(hù)板高度200mm，皮帶架的高度為500mm，

圖3 移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)和運(yùn)矸皮帶運(yùn)輸機(jī)拉底工程圖

所以運(yùn)矸皮帶運(yùn)輸機(jī)的拉底高度為1200mm，即拉底高度為1200mm。

4 應(yīng)用情況

該移動(dòng)配倉(cāng)皮帶機(jī)2012年7月份完成制作，8月份安裝在曉南礦二水平矸石聯(lián)絡(luò)道，自使用以來(lái)，它能夠按照設(shè)計(jì)的要求完成矸石分運(yùn)工作。移動(dòng)配倉(cāng)皮帶機(jī)安裝快捷、運(yùn)行穩(wěn)定，操作方便，容易維護(hù)，適合在井下使用，得到大家的一致認(rèn)同。

5 效益

主要效益是減少設(shè)備磨損及選煤材料投入，具體效益如下：

（1）延長(zhǎng)選煤廠各地點(diǎn)溜槽使用壽命。使用前溜槽的使用壽命是半年，使用后溜槽的使用壽命為一年，減少了普板的投入，每年減少約5噸，每噸普板的價(jià)格為4500元，每年可節(jié)省2.25萬(wàn)元。

（2）減少篩分機(jī)的損耗，延長(zhǎng)篩分機(jī)的使用壽命，每年節(jié)約維護(hù)費(fèi)用約10萬(wàn)元。

（3）減少重介系統(tǒng)回大塊開(kāi)器時(shí)間。目前選煤廠重介系統(tǒng)回大塊時(shí)間每年約350小時(shí)，耗電量約256000kw·h，煤矸分運(yùn)減少80%回大塊開(kāi)器時(shí)間，節(jié)約電量約為20400kw·h，每度電按0.784元計(jì)算，即節(jié)約電費(fèi)15.6萬(wàn)元。

（4）改善洗煤循環(huán)水，減少矸石泥化現(xiàn)象，降低循環(huán)水中的煤泥含量，降低煤泥水的處理難度，減少重介質(zhì)粉（鐵礦粉）、聚丙、氧化鎂用量，約減少費(fèi)用為每年26萬(wàn)元。合計(jì)每年能節(jié)省53.85萬(wàn)元。

參考文獻(xiàn)

[1]楊可楨，程光蘊(yùn).機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，1999.

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[3]吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，1998.

[4]余俊等.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，1986.

作者簡(jiǎn)介：孫學(xué)強(qiáng)（1972，11-）男，工程師，現(xiàn)任鐵能集團(tuán)曉南礦綜檢車(chē)間主任。

王曉燕（1973，12-），女，助理工程師，現(xiàn)任鐵能集團(tuán)曉南礦一車(chē)間副主任。

移動(dòng)配倉(cāng)皮帶架的旋轉(zhuǎn)裝置包括旋轉(zhuǎn)軌道，旋轉(zhuǎn)架及旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源。

（1）旋轉(zhuǎn)軌道。旋轉(zhuǎn)軌道選用24kg鐵道，由彎道器加工而成，鐵道弧度由距離圓心的長(zhǎng)度而定，鐵道長(zhǎng)度由旋轉(zhuǎn)范圍而定。

（2）旋轉(zhuǎn)架。旋轉(zhuǎn)架由12#工字鋼焊接而成，旋轉(zhuǎn)架上焊接有旋轉(zhuǎn)輪座，由于該皮帶架較長(zhǎng)，制作過(guò)程中精度不能達(dá)到太高，所以要求旋轉(zhuǎn)輪和軌道的配合區(qū)域要大，在加工旋轉(zhuǎn)輪時(shí)，輪子長(zhǎng)度為220mm。輪子方向的固定由旋轉(zhuǎn)架距旋轉(zhuǎn)軸距離遠(yuǎn)近而定。

（3）旋轉(zhuǎn)動(dòng)力。旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，主要受到的阻力是旋轉(zhuǎn)輪和旋轉(zhuǎn)軌道之間的滾動(dòng)摩擦力，阻力不會(huì)太大，所以不必要選擇電機(jī)。要簡(jiǎn)化旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，根據(jù)移動(dòng)配倉(cāng)皮帶在巷道位置的實(shí)際情況，最終選擇風(fēng)缸，風(fēng)缸布置在距離旋轉(zhuǎn)軸最遠(yuǎn)處，這樣對(duì)風(fēng)缸動(dòng)力的要求最小。

3 移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)各參數(shù)的確定

3.1 移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶高度和長(zhǎng)度的確定

從移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶外形看，影響高度的位置在移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)頭架的支撐架上，輪軸的的直徑為60mm，在圖上設(shè)計(jì)，最小高度為75mm，按此計(jì)算，移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶的最小高度為926mm，擋貨板的高度按200mm高計(jì)算，其中第一部皮帶運(yùn)輸機(jī)的帶速為2.5m/s，首輪直徑為400mm，拋貨高度為400+200=600mm，拋貨時(shí)間t

拋貨距離為S

第一部皮帶運(yùn)輸機(jī)的首輪垂直切面和倉(cāng)口外沿一致，按落貨點(diǎn)距離尾輪的距離為500計(jì)算，尾輪距離倉(cāng)口邊界的距離d

巷道B內(nèi)需鋪設(shè)一條專運(yùn)矸石的皮帶運(yùn)輸機(jī)，皮帶運(yùn)輸機(jī)的寬度為1200mm，在皮帶兩側(cè)各留400mm空隙，按該設(shè)計(jì)測(cè)量，沿巷道方向，煤倉(cāng)口距離運(yùn)矸皮帶運(yùn)輸機(jī)邊界的距離為17200mm，移動(dòng)配倉(cāng)皮帶的總長(zhǎng)度為D

移動(dòng)配倉(cāng)皮帶的中間架長(zhǎng)度為2500mm，設(shè)計(jì)6個(gè)中間架，總長(zhǎng)度為15000mm，剩余3525mm，由機(jī)頭架和機(jī)尾架分配。由于行走軌道在第三位置時(shí)不能影響煤倉(cāng)正常落貨，所以軌道的邊界在煤倉(cāng)邊界處，移動(dòng)配倉(cāng)皮帶機(jī)尾距離行走輪的長(zhǎng)度為1325+150=1475mm（其中150為行走輪半徑），按行走輪中心到中間架的長(zhǎng)度為1200計(jì)算，機(jī)尾架的長(zhǎng)度為1475+500=1975mm（該長(zhǎng)度為尾輪中心距離中間架的長(zhǎng)度），機(jī)頭架的長(zhǎng)度為3525-1975=1550mm。

3.2 移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶彎軌布置位置的確定

移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，主要遇到的阻力是旋轉(zhuǎn)輪和旋轉(zhuǎn)軌道在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中受到的滾動(dòng)摩擦力，由于加工精度的限制，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，各輪可能會(huì)承受滑動(dòng)摩擦力，所以要求布置的彎軌越少，遇到滑動(dòng)摩擦的幾率就越少，按6000mm長(zhǎng)度為間距設(shè)置，在倉(cāng)口設(shè)置一個(gè)彎軌，按此計(jì)算，總共需設(shè)計(jì)三組彎軌，即三組旋轉(zhuǎn)架，整個(gè)行走軌道由這三個(gè)旋轉(zhuǎn)架支撐，要求行走軌道設(shè)計(jì)成6米左右長(zhǎng)度，原設(shè)計(jì)使用24kg鐵道作為行走軌道，由于跨度大，移動(dòng)配倉(cāng)皮帶架行走時(shí)鐵道容易彎曲，經(jīng)核算，決定使用43kg鐵道。旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源由上分析，選擇風(fēng)缸，由圖測(cè)量，行走軌道倉(cāng)口端旋轉(zhuǎn)距離為1700mm，根據(jù)礦現(xiàn)有設(shè)備的實(shí)際情況，決定選取2000mm行程的風(fēng)缸。

3.3 拉底工程確定

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，若要鋪設(shè)運(yùn)矸皮帶運(yùn)輸機(jī)及移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)需要進(jìn)行拉底工作，拉底區(qū)域由圖上設(shè)計(jì)確定，拉底區(qū)域圖如圖3。按照設(shè)計(jì)圖上的數(shù)據(jù)，移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)的總高度為1424mm，加上護(hù)板高度200mm，總高度為1624mm，所以移動(dòng)配倉(cāng)皮帶旋轉(zhuǎn)軌道的下面距離倉(cāng)口的距離為376mm，臺(tái)階高度為840mm，所以純拉底量為464mm，給定的拉底高度為500mm。即拉底高度為500mm。運(yùn)矸皮帶運(yùn)輸機(jī)需在此基礎(chǔ)上拉底，護(hù)板高度200mm，皮帶架的高度為500mm，

圖3 移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)和運(yùn)矸皮帶運(yùn)輸機(jī)拉底工程圖

所以運(yùn)矸皮帶運(yùn)輸機(jī)的拉底高度為1200mm，即拉底高度為1200mm。

4 應(yīng)用情況

該移動(dòng)配倉(cāng)皮帶機(jī)2012年7月份完成制作，8月份安裝在曉南礦二水平矸石聯(lián)絡(luò)道，自使用以來(lái)，它能夠按照設(shè)計(jì)的要求完成矸石分運(yùn)工作。移動(dòng)配倉(cāng)皮帶機(jī)安裝快捷、運(yùn)行穩(wěn)定，操作方便，容易維護(hù)，適合在井下使用，得到大家的一致認(rèn)同。

5 效益

主要效益是減少設(shè)備磨損及選煤材料投入，具體效益如下：

（1）延長(zhǎng)選煤廠各地點(diǎn)溜槽使用壽命。使用前溜槽的使用壽命是半年，使用后溜槽的使用壽命為一年，減少了普板的投入，每年減少約5噸，每噸普板的價(jià)格為4500元，每年可節(jié)省2.25萬(wàn)元。

（2）減少篩分機(jī)的損耗，延長(zhǎng)篩分機(jī)的使用壽命，每年節(jié)約維護(hù)費(fèi)用約10萬(wàn)元。

（3）減少重介系統(tǒng)回大塊開(kāi)器時(shí)間。目前選煤廠重介系統(tǒng)回大塊時(shí)間每年約350小時(shí)，耗電量約256000kw·h，煤矸分運(yùn)減少80%回大塊開(kāi)器時(shí)間，節(jié)約電量約為20400kw·h，每度電按0.784元計(jì)算，即節(jié)約電費(fèi)15.6萬(wàn)元。

（4）改善洗煤循環(huán)水，減少矸石泥化現(xiàn)象，降低循環(huán)水中的煤泥含量，降低煤泥水的處理難度，減少重介質(zhì)粉（鐵礦粉）、聚丙、氧化鎂用量，約減少費(fèi)用為每年26萬(wàn)元。合計(jì)每年能節(jié)省53.85萬(wàn)元。

參考文獻(xiàn)

[1]楊可楨，程光蘊(yùn).機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，1999.

[2]邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，1997.

[3]吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，1998.

[4]余俊等.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，1986.

作者簡(jiǎn)介：孫學(xué)強(qiáng)（1972，11-）男，工程師，現(xiàn)任鐵能集團(tuán)曉南礦綜檢車(chē)間主任。

王曉燕（1973，12-），女，助理工程師，現(xiàn)任鐵能集團(tuán)曉南礦一車(chē)間副主任。

移動(dòng)配倉(cāng)皮帶架的旋轉(zhuǎn)裝置包括旋轉(zhuǎn)軌道，旋轉(zhuǎn)架及旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源。

（1）旋轉(zhuǎn)軌道。旋轉(zhuǎn)軌道選用24kg鐵道，由彎道器加工而成，鐵道弧度由距離圓心的長(zhǎng)度而定，鐵道長(zhǎng)度由旋轉(zhuǎn)范圍而定。

（2）旋轉(zhuǎn)架。旋轉(zhuǎn)架由12#工字鋼焊接而成，旋轉(zhuǎn)架上焊接有旋轉(zhuǎn)輪座，由于該皮帶架較長(zhǎng)，制作過(guò)程中精度不能達(dá)到太高，所以要求旋轉(zhuǎn)輪和軌道的配合區(qū)域要大，在加工旋轉(zhuǎn)輪時(shí)，輪子長(zhǎng)度為220mm。輪子方向的固定由旋轉(zhuǎn)架距旋轉(zhuǎn)軸距離遠(yuǎn)近而定。

（3）旋轉(zhuǎn)動(dòng)力。旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，主要受到的阻力是旋轉(zhuǎn)輪和旋轉(zhuǎn)軌道之間的滾動(dòng)摩擦力，阻力不會(huì)太大，所以不必要選擇電機(jī)。要簡(jiǎn)化旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，根據(jù)移動(dòng)配倉(cāng)皮帶在巷道位置的實(shí)際情況，最終選擇風(fēng)缸，風(fēng)缸布置在距離旋轉(zhuǎn)軸最遠(yuǎn)處，這樣對(duì)風(fēng)缸動(dòng)力的要求最小。

3 移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)各參數(shù)的確定

3.1 移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶高度和長(zhǎng)度的確定

從移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶外形看，影響高度的位置在移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)頭架的支撐架上，輪軸的的直徑為60mm，在圖上設(shè)計(jì)，最小高度為75mm，按此計(jì)算，移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶的最小高度為926mm，擋貨板的高度按200mm高計(jì)算，其中第一部皮帶運(yùn)輸機(jī)的帶速為2.5m/s，首輪直徑為400mm，拋貨高度為400+200=600mm，拋貨時(shí)間t

拋貨距離為S

第一部皮帶運(yùn)輸機(jī)的首輪垂直切面和倉(cāng)口外沿一致，按落貨點(diǎn)距離尾輪的距離為500計(jì)算，尾輪距離倉(cāng)口邊界的距離d

巷道B內(nèi)需鋪設(shè)一條專運(yùn)矸石的皮帶運(yùn)輸機(jī)，皮帶運(yùn)輸機(jī)的寬度為1200mm，在皮帶兩側(cè)各留400mm空隙，按該設(shè)計(jì)測(cè)量，沿巷道方向，煤倉(cāng)口距離運(yùn)矸皮帶運(yùn)輸機(jī)邊界的距離為17200mm，移動(dòng)配倉(cāng)皮帶的總長(zhǎng)度為D

移動(dòng)配倉(cāng)皮帶的中間架長(zhǎng)度為2500mm，設(shè)計(jì)6個(gè)中間架，總長(zhǎng)度為15000mm，剩余3525mm，由機(jī)頭架和機(jī)尾架分配。由于行走軌道在第三位置時(shí)不能影響煤倉(cāng)正常落貨，所以軌道的邊界在煤倉(cāng)邊界處，移動(dòng)配倉(cāng)皮帶機(jī)尾距離行走輪的長(zhǎng)度為1325+150=1475mm（其中150為行走輪半徑），按行走輪中心到中間架的長(zhǎng)度為1200計(jì)算，機(jī)尾架的長(zhǎng)度為1475+500=1975mm（該長(zhǎng)度為尾輪中心距離中間架的長(zhǎng)度），機(jī)頭架的長(zhǎng)度為3525-1975=1550mm。

3.2 移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶彎軌布置位置的確定

移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，主要遇到的阻力是旋轉(zhuǎn)輪和旋轉(zhuǎn)軌道在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中受到的滾動(dòng)摩擦力，由于加工精度的限制，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，各輪可能會(huì)承受滑動(dòng)摩擦力，所以要求布置的彎軌越少，遇到滑動(dòng)摩擦的幾率就越少，按6000mm長(zhǎng)度為間距設(shè)置，在倉(cāng)口設(shè)置一個(gè)彎軌，按此計(jì)算，總共需設(shè)計(jì)三組彎軌，即三組旋轉(zhuǎn)架，整個(gè)行走軌道由這三個(gè)旋轉(zhuǎn)架支撐，要求行走軌道設(shè)計(jì)成6米左右長(zhǎng)度，原設(shè)計(jì)使用24kg鐵道作為行走軌道，由于跨度大，移動(dòng)配倉(cāng)皮帶架行走時(shí)鐵道容易彎曲，經(jīng)核算，決定使用43kg鐵道。旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源由上分析，選擇風(fēng)缸，由圖測(cè)量，行走軌道倉(cāng)口端旋轉(zhuǎn)距離為1700mm，根據(jù)礦現(xiàn)有設(shè)備的實(shí)際情況，決定選取2000mm行程的風(fēng)缸。

3.3 拉底工程確定

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，若要鋪設(shè)運(yùn)矸皮帶運(yùn)輸機(jī)及移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)需要進(jìn)行拉底工作，拉底區(qū)域由圖上設(shè)計(jì)確定，拉底區(qū)域圖如圖3。按照設(shè)計(jì)圖上的數(shù)據(jù)，移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)的總高度為1424mm，加上護(hù)板高度200mm，總高度為1624mm，所以移動(dòng)配倉(cāng)皮帶旋轉(zhuǎn)軌道的下面距離倉(cāng)口的距離為376mm，臺(tái)階高度為840mm，所以純拉底量為464mm，給定的拉底高度為500mm。即拉底高度為500mm。運(yùn)矸皮帶運(yùn)輸機(jī)需在此基礎(chǔ)上拉底，護(hù)板高度200mm，皮帶架的高度為500mm，

圖3 移動(dòng)式配倉(cāng)皮帶機(jī)和運(yùn)矸皮帶運(yùn)輸機(jī)拉底工程圖

所以運(yùn)矸皮帶運(yùn)輸機(jī)的拉底高度為1200mm，即拉底高度為1200mm。

4 應(yīng)用情況

該移動(dòng)配倉(cāng)皮帶機(jī)2012年7月份完成制作，8月份安裝在曉南礦二水平矸石聯(lián)絡(luò)道，自使用以來(lái)，它能夠按照設(shè)計(jì)的要求完成矸石分運(yùn)工作。移動(dòng)配倉(cāng)皮帶機(jī)安裝快捷、運(yùn)行穩(wěn)定，操作方便，容易維護(hù)，適合在井下使用，得到大家的一致認(rèn)同。

5 效益

主要效益是減少設(shè)備磨損及選煤材料投入，具體效益如下：

（1）延長(zhǎng)選煤廠各地點(diǎn)溜槽使用壽命。使用前溜槽的使用壽命是半年，使用后溜槽的使用壽命為一年，減少了普板的投入，每年減少約5噸，每噸普板的價(jià)格為4500元，每年可節(jié)省2.25萬(wàn)元。

（2）減少篩分機(jī)的損耗，延長(zhǎng)篩分機(jī)的使用壽命，每年節(jié)約維護(hù)費(fèi)用約10萬(wàn)元。

（3）減少重介系統(tǒng)回大塊開(kāi)器時(shí)間。目前選煤廠重介系統(tǒng)回大塊時(shí)間每年約350小時(shí)，耗電量約256000kw·h，煤矸分運(yùn)減少80%回大塊開(kāi)器時(shí)間，節(jié)約電量約為20400kw·h，每度電按0.784元計(jì)算，即節(jié)約電費(fèi)15.6萬(wàn)元。

（4）改善洗煤循環(huán)水，減少矸石泥化現(xiàn)象，降低循環(huán)水中的煤泥含量，降低煤泥水的處理難度，減少重介質(zhì)粉（鐵礦粉）、聚丙、氧化鎂用量，約減少費(fèi)用為每年26萬(wàn)元。合計(jì)每年能節(jié)省53.85萬(wàn)元。

參考文獻(xiàn)

[1]楊可楨，程光蘊(yùn).機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，1999.

[2]邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，1997.

[3]吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，1998.

[4]余俊等.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，1986.

作者簡(jiǎn)介：孫學(xué)強(qiáng)（1972，11-）男，工程師，現(xiàn)任鐵能集團(tuán)曉南礦綜檢車(chē)間主任。

王曉燕（1973，12-），女，助理工程師，現(xiàn)任鐵能集團(tuán)曉南礦一車(chē)間副主任。