DWZY3500皮帶機(jī)自移機(jī)尾的設(shè)計與應(yīng)用

張海軍，夏文秘，焦鵬

?

DWZY3500皮帶機(jī)自移機(jī)尾的設(shè)計與應(yīng)用

張海軍，夏文秘，焦鵬

（山西煤礦機(jī)械制造股份有限公司，山西 太原 030031）

針對目前煤礦高效高產(chǎn)的順槽綜采工作面，對DWZY3500皮帶機(jī)自移機(jī)尾總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及關(guān)鍵部件進(jìn)行了分析。

綜采工作面；皮帶機(jī)；機(jī)尾；運輸設(shè)備

皮帶機(jī)自移機(jī)尾是綜采工作面運輸設(shè)備之一，用來連接箱式轉(zhuǎn)載機(jī)與可伸縮順槽帶式輸送機(jī)，與普通的重型機(jī)尾相比，具有皮帶跑偏調(diào)整、抬高、轉(zhuǎn)載機(jī)推移方向校正和自行前移等優(yōu)點，且與轉(zhuǎn)載機(jī)互為支點快速移動，實現(xiàn)了工作面綜合機(jī)械化采煤。目前，大部分煤礦使用的皮帶機(jī)自移機(jī)尾的行程是2 700 mm，滿足三刀一推的采煤工藝要求。隨著采煤工藝的改進(jìn)，設(shè)備的智能化、工作效率不斷提高。三刀一推不能滿足一個生產(chǎn)班的需要。DWZY3500皮帶機(jī)自移機(jī)尾可滿足一個生產(chǎn)班四刀一推的工作方式。

1 總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計與分析

DWZY3500皮帶機(jī)自移機(jī)尾主要以高壓乳化液為動力，以頭端架、尾端架、中間基架為構(gòu)件，以轉(zhuǎn)載機(jī)、順槽底板互為支點，利用滑動摩擦的原理，從而實現(xiàn)其調(diào)高、調(diào)偏、校直、自行前移等功能。與轉(zhuǎn)載機(jī)最大擺角達(dá)±8°，滿足高產(chǎn)高效工作面的使用要求，其適用于膠帶寬度1 400 mm的帶式輸送機(jī)，槽寬900～1 550 mm的轉(zhuǎn)載機(jī)；截深865 mm采用四刀一推的作業(yè)方式。

其主要結(jié)構(gòu)由頭端架、中間基架、尾端架、小車、浮動托輥組、滑靴、托輥架、推移油缸、水平油缸、抬高油缸、清掃器等組成，同時，配有液壓控制系統(tǒng)和滾筒潤滑裝置，它適用于綜采工作面的順槽設(shè)備，要求帶式輸送機(jī)具有自行張緊膠帶的功能，整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1—頭端架；2—中間基架；3—尾端架；4—小車。

2 主架體的設(shè)計與分析

2.1 尾端架

主要由尾端架體、螺旋滾筒、托帶和壓帶滾筒、固定架、活動架、導(dǎo)套、滑座、滑靴、導(dǎo)向輪、蓋板等組成。其中，螺旋滾筒安裝在尾端架體的末端并用壓塊固定，兩軸端設(shè)有調(diào)整螺栓，可調(diào)整膠帶在尾部的跑偏；立缸與活動架和固定架、固定架與尾端架體、活動架與滑座、滑座與水平缸、水平缸與滑架分別通過銷軸連接在一起，實現(xiàn)尾端架部分的調(diào)高與側(cè)移。

通過4個立缸的調(diào)整可以適應(yīng)順槽巷道高低起伏不平的地質(zhì)條件，保證轉(zhuǎn)載機(jī)平穩(wěn)地運行。當(dāng)整機(jī)前移時，皮帶機(jī)自移機(jī)尾滾筒隨著一起前移，皮帶張緊。同時，尾端架體又是本機(jī)實現(xiàn)側(cè)移和抬高功能的后支撐體。所有滾筒通過集中注油裝置分別實現(xiàn)注脂潤滑。螺旋滾筒具有自清功能，吸附到膠帶內(nèi)表面的煤泥，通過外部螺旋與內(nèi)部錐體的聯(lián)合動作，煤泥從兩側(cè)擠出。另外，在螺旋滾筒前面還裝有1塊傾斜刮煤板，也可把煤泥清掃到集泥槽內(nèi)，打開兩端端蓋刮出。

2.2 中間基架

中間基架如圖2所示，中間基架主要由基架、托輥組、壓板等組成，是小車的滑行軌道和轉(zhuǎn)載機(jī)的主要卸料點，也是小車和轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭的主要支撐體。中間基架的導(dǎo)料槽整體粘阻燃橡膠，減少卸料時大塊煤對皮帶的沖擊，延長皮帶的壽命。中間基架與尾端架過渡位置設(shè)計2組“V”形托輥，方便皮帶成型，減少對皮帶的磨損。由于中間基架的受料點大致在其中點位置，所以，對中間基架的中點位置施加不同的載荷，分別用疊加法對中間基架撓度進(jìn)行計算，為：

撓度值計算的結(jié)果如表1所示。

圖2 中間基架

表1 撓度值計算（均布載荷）結(jié)果

載荷p跨度L/mm彈性模量E/GPa總慣性矩I/mm4中心處撓度/mm 308 3952102，079，764，3188.466 593 4 408 3952102，079，764，31811.288 791 1 608 3952102，079，764，31816.933 186 7

為了提高基架的整體鋼性和承載強(qiáng)度，中間基架的設(shè)計采用整體箱型梁焊接結(jié)構(gòu)。側(cè)板選用優(yōu)質(zhì)合金鋼NM360，與頭端架尾端架的聯(lián)結(jié)采用M30×130高強(qiáng)度螺栓。

頭端架主要由頭端架體、各種托輥組、固定架、活動架、導(dǎo)套、滑座、滑靴、導(dǎo)向輪、壓板、清掃器等組成。同時，也是側(cè)移和抬高的前支撐體。立缸與活動架和固定架、固定架與尾端架體、活動架與滑座、滑座與水平缸、水平缸與滑靴分別通過銷軸連接在一起，實現(xiàn)了頭端架部分的調(diào)高與側(cè)移。清掃器安裝在頭端架前面，可以在皮帶運行到機(jī)尾滾筒之前先清掃吸附到膠帶內(nèi)表面的煤泥。

滑靴是自移機(jī)尾側(cè)移的滑道，考慮到自移機(jī)尾要實現(xiàn)同時向一個方向移動基架的前、后端，也可以在一定范圍內(nèi)單獨移動基架的一端或同時向相反的方向移動基架的前、后端，所以，將滑靴分別設(shè)計在頭端架體和尾端架體上，并通過抬高油缸、導(dǎo)套連接在一起。

小車主要由滑架、鉸接梁、橋架等組成。小車騎在中間基架的軌道上，通過彎板限位，可沿軌道前后滑動。小車是轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭的支撐體，同時，也是推移油缸的支撐體。考慮到轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭偏重的現(xiàn)象，小車上與轉(zhuǎn)載機(jī)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(jī)靠動力部側(cè)。轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭通過圓柱銷和卡環(huán)與小車聯(lián)結(jié)，有3個方向的自由度。

浮動托輥組主要由浮動托輥架、聯(lián)接梁、輥子等組成。針對順槽底板的起伏較大或自移機(jī)尾過上下坡時，皮帶機(jī)末端機(jī)架到自移機(jī)尾間高度不一定合適，造成無支撐或支撐高度不配套，導(dǎo)致膠帶成形不好，最后出現(xiàn)原煤外泄的現(xiàn)象，因此，設(shè)計了浮動托輥組。浮動托輥組可以通過浮動油缸的伸縮來調(diào)整浮動托輥組的高低，以適應(yīng)皮帶機(jī)和自移機(jī)尾的高度變化。

2.3 液壓驅(qū)動系統(tǒng)

液控系統(tǒng)由4個調(diào)高立缸、2個側(cè)移水平缸、2個推移套筒缸、2個浮動（托輥）缸、1組操縱控制閥組、5個液控單向閥（背壓閥）、球型截止閥、高壓膠管等組成。用支架乳化液泵站作為動力源，供液壓力為25～31.4 MPa。4個調(diào)高立缸進(jìn)液回路（升起基架）設(shè)有液控單向閥，以保證基架在升起后維持所要求的狀態(tài)，避免在自移裝置的質(zhì)量和轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭質(zhì)量的作用下自行下落。側(cè)移水平缸體與滑架用壓板連接，其活動桿兩端通過銷軸及滑塊與調(diào)高立缸相鉸接，以實現(xiàn)基架側(cè)向移動，進(jìn)而帶動轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭與皮帶機(jī)自移機(jī)尾側(cè)向移動。2個推移套筒缸通過并聯(lián)同步方式，連接布置在小車與尾端架之間，分別通過4個φ78 mm的銷軸連接，構(gòu)成自移裝置的拉移系統(tǒng)。2個浮動缸通過液控單向閥并聯(lián)一起，用來調(diào)整浮動托輥的高低位置。

2.4 主要技術(shù)參數(shù)

工作介質(zhì)為乳化液，泵站出口壓力為31.5 MPa，其液壓系統(tǒng)工作壓力為 20 MPa，適應(yīng)膠帶寬度為1 400 mm；推移油缸行程為3 500 mm；一級推力為1 335 kN，一級拉力為987 kN，二級級推力為1 197 kN，二級拉力為712 kN；調(diào)高油缸行程為350 mm，推力為631 kN，拉力為385 kN；水平調(diào)整油缸行程100 mm，推力為260 kN，拉力為260 kN；浮動油缸行程為340 mm，推力為246 kN，拉力為125 kN；外形尺寸為13 000 mm，總質(zhì)量45 t。

3 結(jié)束語

DWZY3500皮帶機(jī)自移機(jī)尾在同煤集團(tuán)東周窯礦和山東鄆城礦投入使用，滿足了工作面快速推進(jìn)的要求，提高了生產(chǎn)效率，為高產(chǎn)高效現(xiàn)代化礦井高效出煤提供了保障，現(xiàn)場應(yīng)用效果良好，滿足現(xiàn)場安全高效開采的需要，深受用戶好評。

［1］機(jī)械設(shè)計手冊編委會.機(jī)械設(shè)計手冊［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

［2］王鷹.連續(xù)輸送機(jī)械設(shè)計手冊［M］.北京：中國鐵道出版社，2001.

［3］李淑清.機(jī)械制造基礎(chǔ)［M］.北京：西南交通大學(xué)出版社，2008.

2095－6835（2018）20－0158－02

TD528.1

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.20.158

張海軍（1981—），男，山西孝義人，工程師，主要從事刮板轉(zhuǎn)載機(jī)等煤礦運輸機(jī)械的設(shè)計與研究。

〔編輯：張思楠〕