帶式輸送機(jī)輸送帶選型優(yōu)化及導(dǎo)料槽結(jié)構(gòu)改造研究

吳志剛

（霍州煤電集團(tuán)云廈建筑工程有限公司白龍礦建分公司，山西 霍州 031400）

煤礦井下帶式輸送機(jī)設(shè)備的作用主要是完成井下開(kāi)采的煤炭物料的運(yùn)輸和轉(zhuǎn)移，當(dāng)前在煤礦井下已大面積應(yīng)用。但是煤礦井下應(yīng)用的帶式輸送機(jī)型號(hào)多樣，有關(guān)部件存在著一些缺陷，影響著其使用壽命和工作效率。本文對(duì)霍州煤電集團(tuán)各煤礦帶式輸送機(jī)的總體情況進(jìn)行分析，對(duì)帶式輸送機(jī)輸送帶優(yōu)化選型和導(dǎo)料槽進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)[1-6]，提高設(shè)備使用壽命。

1 帶式輸送機(jī)輸送帶的優(yōu)化選型

1.1 帶式輸送機(jī)輸送帶應(yīng)用缺陷

從霍州煤電集團(tuán)下屬各煤礦應(yīng)用的帶式輸送機(jī)來(lái)看，各煤礦帶式輸送機(jī)輸送帶無(wú)法實(shí)現(xiàn)通用。按輸送帶中線層材質(zhì)可以分為：滌綿帆布芯帶輸送帶、尼龍芯輸送帶、鋼絲繩芯輸送帶等；輸送帶的規(guī)格線層從4 層到8 層線均不等；輸送帶的制造工藝也較為多變，上膠面厚度也沒(méi)有統(tǒng)一，在4～10 mm之間?；谝陨锨闆r，造成了霍州煤電集團(tuán)下屬各煤礦的帶式輸送機(jī)的機(jī)型非常之多，給設(shè)備維修和零部件的采購(gòu)帶來(lái)了很大的浪費(fèi)。因此，對(duì)集團(tuán)內(nèi)帶式輸送機(jī)所用輸送帶進(jìn)行全面校核，減少輸送帶的規(guī)格型號(hào)種類，這對(duì)于輸送帶的維修和采購(gòu)意義重大。

1.2 帶式輸送機(jī)輸送帶的優(yōu)化

通過(guò)對(duì)輸送帶下垂的最小張力、最大圓周驅(qū)動(dòng)力、不打滑的最小驅(qū)動(dòng)力和輸送帶的層數(shù)的理論計(jì)算分析，確定白龍煤礦所有帶式輸送機(jī)在穩(wěn)定安全運(yùn)輸?shù)墓ぷ鳡顟B(tài)下，采用st5400 鋼絲繩芯皮帶均滿足基本要求。通過(guò)對(duì)輸送帶的統(tǒng)一優(yōu)化，可以降低運(yùn)輸帶的管理和維修成本。

2 導(dǎo)料槽結(jié)構(gòu)改造研究

2.1 傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)導(dǎo)料槽缺陷分析

輸送帶是煤礦帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵零部件，因磨損問(wèn)題導(dǎo)致輸送帶耐久性差，使用壽命不長(zhǎng)，因此導(dǎo)致帶式輸送機(jī)的維修成本居高不下。通過(guò)對(duì)霍州煤電集團(tuán)已失效的輸送帶分析后得知，輸送帶失效的關(guān)鍵因素為設(shè)備導(dǎo)料槽擋板的磨損。因此，對(duì)導(dǎo)料槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造優(yōu)化，降低其對(duì)輸送帶的磨損，是延長(zhǎng)輸送帶使用壽命的有效途徑。

霍州煤電集團(tuán)以往傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)導(dǎo)料槽結(jié)構(gòu)如圖1。導(dǎo)料槽擋板的作用：（1）對(duì)煤炭物料起到導(dǎo)料作用；（2）起到密封作用，防止煤炭物料和煤炭粉塵的溢出。在該導(dǎo)料槽的設(shè)計(jì)中，采用擋板與輸送帶之間的壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)密封和導(dǎo)料的相互作用，因此當(dāng)壓力過(guò)剩時(shí)，就會(huì)作用在輸送帶上，兩者相互摩擦進(jìn)而對(duì)輸送帶造成磨損。

圖1 傳統(tǒng)導(dǎo)料槽基本結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 帶式輸送機(jī)導(dǎo)料槽結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)

輸送帶在煤炭物料運(yùn)輸中受力主要有：（1）煤炭物料和輸送帶的摩擦力；（2）清掃器、卸料器等的支撐阻力；（3）煤炭物料的提升阻力；（4）導(dǎo)料槽摩擦阻力?？梢詢?yōu)化的阻力主要有清掃器、卸料器等的支撐阻力和導(dǎo)料槽摩擦阻力。因此，對(duì)導(dǎo)料槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，減小導(dǎo)料槽摩擦阻力，降低對(duì)輸送帶的摩擦，提高其使用壽命。

導(dǎo)料槽擋板主要是膠料材質(zhì)，其體積壓縮模量值K 很高，可達(dá)1.5～2 GPa，因此當(dāng)導(dǎo)料槽擋板發(fā)生較小形變時(shí)就可以產(chǎn)生非常大的阻力，對(duì)輸送帶的磨損也較大。

針對(duì)這一情況，改變以往輸送帶與擋板的接觸距離，設(shè)計(jì)一種新型非接觸式擋板結(jié)構(gòu)，如圖2。改造時(shí)將擋板與輸送帶進(jìn)行疏離，設(shè)置導(dǎo)料裝置和密封裝置。采用廢舊的橡膠材質(zhì)皮帶作為導(dǎo)料裝置，擋板與輸送帶保持有3～5 mm 的間隙，兩者不直接接觸，不會(huì)產(chǎn)生接觸壓力和摩擦力，對(duì)輸送帶不造成磨損。在間隙處采用軟質(zhì)布料進(jìn)行充填密封，軟質(zhì)布料與輸送帶的摩擦力非常小，可不計(jì)。

圖2 新型非接觸式導(dǎo)料槽結(jié)構(gòu)示意圖

3 實(shí)踐應(yīng)用及效果分析

白龍煤礦井下主要使用B1400 型帶式輸機(jī)機(jī)、GX2000 型帶式輸送機(jī)、DTL 型帶式輸送機(jī)。通過(guò)計(jì)算分析，確定帶式輸送機(jī)輸送帶全部統(tǒng)一采用st5400 鋼絲繩芯皮帶，可以有效降低輸送帶的管理和維修成本。

將設(shè)計(jì)的新型非接觸式導(dǎo)料槽在白龍煤礦井下所有的帶式輸送機(jī)上進(jìn)行了改造安裝，調(diào)試后，投入到實(shí)踐生產(chǎn)過(guò)程中。從2020 年4 月至今，帶式輸送機(jī)的運(yùn)行整體穩(wěn)定，新型非接觸式導(dǎo)料槽使輸送帶損害大幅度降低，有效提高了輸送帶的使用壽命，降低了輸送帶的更換頻率。

帶式輸送機(jī)輸送帶規(guī)格的統(tǒng)一以及新型非接觸式導(dǎo)料槽的改造應(yīng)用，使輸送帶的維修工作量降低了80%，輸送帶的采購(gòu)量降低了40%，帶式輸送機(jī)的用電量節(jié)約了11.5%，為企業(yè)創(chuàng)造了較好的安全經(jīng)濟(jì)效益。