連續(xù)采礦機運輸機設(shè)計與研究

張敬輝

（三一重型裝備有限公司，遼寧 沈陽 110000）

運輸機是連續(xù)采礦機的重要組成部分，是一種中間鏈式刮板輸送機。刮板鏈條在傾斜輸送機中運行，位于機身中部，是連續(xù)開采式的輸送機。輸送機的性能直接決定了連續(xù)采礦機能否正常工作并有效地工作。

1 運輸機總體設(shè)計

1.1 運輸機結(jié)構(gòu)

該連續(xù)采礦機主要由前滑槽、后滑槽、刮板鏈條組件、傳動裝置、張緊裝置等組成。前滑槽為運輸機的核心焊接部分。它位于傳送帶的前部并連接到主體部分，它是輸送機的主體。后滑槽位于輸送機的后部，可實現(xiàn)水平回轉(zhuǎn)，上下擺動，可在40°轉(zhuǎn)彎。并通過銷釘連接到前滑槽上。驅(qū)動裝置安裝在后滑槽的左右兩側(cè)，滑槽的上表面由耐磨鋼板制成。張緊裝置的主要功能是實現(xiàn)葉片鏈的調(diào)節(jié)。刮板鏈部件由輸送機上的驅(qū)動器操作，以將材料傳送到后帶式輸送機或梭式輸送機。驅(qū)動裝置由電機、輸送減速器、花鍵套等組成。電機驅(qū)動輸送機減速器帶動驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)輸送物料。

1.2 運輸機工作原理

運輸機的前鉸接點與連續(xù)采礦機的第一本體連接，本體的后鉸接點通過所述液壓缸和中間鉸接點連接，輸送功能即可以實現(xiàn)，轉(zhuǎn)向槽在輸送槽前后連接，轉(zhuǎn)向油缸和水平擺下方的刮鏈條能夠?qū)崿F(xiàn)。在中心區(qū)域，由傳動裝置輸送的刮板鏈具有輸送功能，輸送功能由輸送系統(tǒng)末端的輸出功率驅(qū)動，由左、右減速器輸出的動力傳遞到花鍵套、花鍵軸和鏈輪部件。當刮板鏈跳鏈或者過緊時，通過擰緊氣缸推動變速器，實現(xiàn)了擰緊葉片鏈條的效果。

1.3 運輸設(shè)計要求

運輸機應(yīng)滿足連續(xù)采礦機的總體布置和運行要求，包括輸送機的提升功能、后滑槽的左右擺動功能、物料運輸，輸送機的寬度應(yīng)小于機器的內(nèi)部寬度，S應(yīng)盡可能大。為了提高運輸能力，輸送機上升角度不宜過大，一般升角設(shè)計值不超過16度；根據(jù)工況，擺角一般為40°，輸送機的輸送能力不應(yīng)小于鏟部星輪的承載能力,避免堆料。

以某型號連續(xù)采礦機為例，簡單敘述運輸機的設(shè)計流程。

1.3.1 裝載機構(gòu)參數(shù)計算

首先計算圓盤星輪的裝載能力。通過計算單爪每轉(zhuǎn)輸送面積A，計算出單瓜可裝載容積，再乘以轉(zhuǎn)速及齒數(shù)得出理論生產(chǎn)能力。

單爪每轉(zhuǎn)輸送的面積：

星爪的平均高度：h=0.1 (m)單爪星輪每轉(zhuǎn)的生產(chǎn)能力∶

=A*h*φ 式中 ∶ φ 裝載系數(shù)取 0.9

=0.3*0.1*0.9=0.027(m2)

兩個三爪星輪行每分鐘的生產(chǎn)能力∶

=2*5*n*

n星輪轉(zhuǎn)速∶ 40rpm

=2*5*50*0.027=13.5(m3)

Qt=*p/t=15.5*1.0=17.5(t min)

1.3.2 運輸機參數(shù)計算

運輸能力計算 Q=60F*V*ψ /min

式中：F輸送機斷面積

F=0.8*0.35=0.28(m2)

ψ裝滿系數(shù)ψ取0.6

V鏈速取V=2.7m/s

各項代入上式

Q=60*0.28*2.7*0.6=27.2(/min)

Qt=Q*p/t=27.2*1.0=27.2(t/min)

由上可知即運輸機的輸送能力大于鏟板的裝載能力，滿足了基本的設(shè)計需求。

2 影響連續(xù)采礦機快速掘進的主要因素

2.1 地質(zhì)因素

由于連續(xù)采礦設(shè)備技術(shù)的局限性，巷道掘進中的地質(zhì)構(gòu)造問題是影響連續(xù)采礦機快速掘進的主要因素。在礦區(qū)巷道掘進過程中，地質(zhì)構(gòu)造因素主要是工作面的硬度和強度、工作面及圍巖褶皺結(jié)構(gòu)的發(fā)育、巷道頂板和底板的穩(wěn)定性、地質(zhì)構(gòu)造中的瓦斯含量和進水的地質(zhì)構(gòu)造狀況。不穩(wěn)定的地質(zhì)結(jié)構(gòu)不利于錨固機的快速支護，為了保證巷道頂板的穩(wěn)定性和安全性，需要更復雜的支護過程。連續(xù)采礦機采用掘進巷道開挖和支護方式，錨桿平行作業(yè)率降低。隧道作業(yè)完成后。為了提高巷道掘進的整體效率，有必要等待支護工作的繼續(xù)進行。同時，巷道中的水分會使礦層底板軟化，直接影響穿梭機的行走速度。巷道存在褶皺斷層，嚴重影響了連續(xù)采礦機的作業(yè)進度和安全。巷道瓦斯涌出量大，嚴重時會發(fā)生瓦斯爆炸事故。采取措施降低礦層瓦斯含量，降低掘進效率。這些復雜的地質(zhì)條件嚴重影響了連續(xù)采礦機的掘進速度和施工質(zhì)量。

2.2 操作員技能因素

影響連續(xù)采礦機截割效率的因素還包括操作人員的教育水平、技能水平、安全教育、工人生產(chǎn)積極性等因素，連續(xù)采礦機及其配套設(shè)備是世界先進的大型現(xiàn)代化設(shè)備，整個巷道掘進實現(xiàn)機械化作業(yè)，受操作者技術(shù)水平影響最大，包括生產(chǎn)操作技能水平和設(shè)備維護水平。在生產(chǎn)和施工中，生產(chǎn)操作技能水平特別重要，要求每個操作員掌握各項工藝和要求，以確保施工過程的順利進行。連續(xù)采礦機的司機應(yīng)嚴格遵循激光指向裝置的方向，防止設(shè)備偏離，保證視線不良時巷道的質(zhì)量，可在不損壞設(shè)備的情況下達到最切割深度，同時，在裝車作業(yè)中，必須與梭車司機配合，梭車司機應(yīng)保證梭不會與公路或管道的側(cè)面碰撞，不擠壓梭索和車電纜，裝卸和駕駛時不灑落，應(yīng)做好錨機司機的方向，固定螺栓之間的排距滿足設(shè)計尺寸要求，以支撐控制好的管道進給速度和螺栓緊固強度，同時錨機和錨機配合良好，保持機器運行，司機錨支撐生產(chǎn)協(xié)調(diào)等于支撐運行時間，甚至每個崗位人員在采礦作業(yè)中需要較高的技術(shù)操作水平，為充分發(fā)揮設(shè)備自身的最大效率，連續(xù)采礦機及其配套設(shè)備的尺寸大，結(jié)構(gòu)復雜，噸位大，大部分配件都是進口的，維護和處理故障是困難的，如果維護水平不高，設(shè)備故障率高，生產(chǎn)團隊處理事故的能力相對較差，事故影響期長，導致相對短的生產(chǎn)時間。

3 結(jié)束語

本文簡述了連續(xù)采礦機核心部件運輸機的設(shè)計思路及相關(guān)組成部分，運輸機是連續(xù)采礦機的重要組成部分，其設(shè)計的運輸能力的高低及左右、上下擺動能力的適應(yīng)性直接影響到整個連續(xù)采礦機的整體性能。因此設(shè)計運輸機時應(yīng)首先從整機功能需要滿足的條件出發(fā)，再結(jié)合上下擺動、左右擺動和運輸?shù)墓δ芤螅约斑\輸結(jié)構(gòu)和刮板鏈張緊方面，全方位綜合考慮設(shè)計運輸機。在保證滿足以上性能的前提下，還應(yīng)當考慮具有制造方便、裝配方便、維護方便、使用合理等特點。