旋轉(zhuǎn)型可移動(dòng)式帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)探析

陳曉威

（晉能控股集團(tuán)沁秀公司坪上煤業(yè)有限公司，山西 晉城 048000）

引言

根據(jù)某煤礦提出的“十四五”規(guī)劃要求及目標(biāo)，當(dāng)前所運(yùn)用的大巷帶式輸送機(jī)已經(jīng)無(wú)法滿足生產(chǎn)所需，因此，需要對(duì)該設(shè)備進(jìn)行更新升級(jí)，以提升其運(yùn)輸水平。由于受到巷道寬度的約束，現(xiàn)需將巷道之內(nèi)的行人側(cè)進(jìn)行擴(kuò)展，該操作所形成的矸石可以利用原有輸送機(jī)來(lái)進(jìn)行運(yùn)輸。但是，行人側(cè)設(shè)置了軌道，其空間狹窄，膠帶機(jī)開(kāi)展輔助作業(yè)的難度較大，因此巷道內(nèi)掘進(jìn)出來(lái)的矸石只能通過(guò)人工來(lái)將其傳輸?shù)捷斔蜋C(jī)上，因此，這種人工搬運(yùn)操作已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)階段綜掘設(shè)備的發(fā)展進(jìn)度，矸石無(wú)法運(yùn)輸?shù)骄?，掘進(jìn)工作的進(jìn)度將會(huì)造成制約，對(duì)工程的完工時(shí)間造成影響?；谏鲜鰡?wèn)題，深入分析了膠帶機(jī)運(yùn)行的工況條件，并與礦井的實(shí)際需求相結(jié)合，設(shè)計(jì)了一種構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作便捷、可自動(dòng)旋轉(zhuǎn)的移動(dòng)式帶式輸送機(jī)并展開(kāi)分析，有效解決了矸石難以運(yùn)輸?shù)膯?wèn)題。

1 方案設(shè)計(jì)

本方案設(shè)計(jì)目的在于有效處理巷道擴(kuò)幫之時(shí)矸石難以運(yùn)輸?shù)膯?wèn)題，與礦井前期的施工情況相結(jié)合，通過(guò)深入分析旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，研發(fā)了一部可旋轉(zhuǎn)、短距離的移動(dòng)式帶式輸送機(jī)。該輸送機(jī)充分運(yùn)用巷道內(nèi)設(shè)置的軌道來(lái)進(jìn)行行使，工人只需要將掘進(jìn)出來(lái)的矸石運(yùn)送到輸送機(jī)上即可，通過(guò)將其與大巷皮帶機(jī)之間的搭接角度調(diào)整，可直接傳輸?shù)綆捷斔蜋C(jī)上，有效處理了矸石與輸送機(jī)距離較遠(yuǎn)和人工操作需要跨越軌道的難題。

2 膠帶機(jī)巷道布置

該巷道的寬度為4 000 mm，帶式輸送機(jī)設(shè)置在巷道的行人側(cè)，其中心部位與巷道中心相距1 000 mm；行人側(cè)設(shè)置軌道，其中心部位與巷道中心相距950 mm。經(jīng)過(guò)相關(guān)計(jì)算分析，膠帶機(jī)巷的寬度最低也需要達(dá)到4 500 mm，這樣才可以確保移動(dòng)式帶式輸送機(jī)的順利安裝，擴(kuò)幫掘進(jìn)形成的矸石與原大巷帶式輸送機(jī)之間相距2 500 mm[1]。如圖1所示為膠帶機(jī)巷道的布置。

圖1 膠帶機(jī)巷道布置圖（單位：mm）

3 旋轉(zhuǎn)型移動(dòng)式帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該輸送機(jī)的組成部件主要有上下托輥組、驅(qū)動(dòng)設(shè)備、清掃設(shè)備、旋轉(zhuǎn)小車等，如圖2所示。其關(guān)鍵的技術(shù)參數(shù)如下：寬帶設(shè)置為650 mm，帶速設(shè)定為1.6 m/s、整體長(zhǎng)度設(shè)定為4 180 mm、輪距設(shè)定為600 mm，其適用的傾角為18°。

3.1 承載架

該承載架的設(shè)計(jì)采取整體框架式，利用相應(yīng)規(guī)格的方鋼來(lái)進(jìn)行焊接，具有較大的強(qiáng)度較輕的結(jié)構(gòu)，詳見(jiàn)下頁(yè)圖3。在搭接長(zhǎng)度得以滿足的情況下，經(jīng)過(guò)計(jì)算分析，架體的長(zhǎng)度和寬度分別設(shè)計(jì)為4 180 mm和980 mm，不僅降低了設(shè)備的整體重量，而且有助于承載架圍繞著回轉(zhuǎn)支撐來(lái)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。

圖2 旋轉(zhuǎn)型移動(dòng)式帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)

圖3 承載架

3.2 旋轉(zhuǎn)小車

旋轉(zhuǎn)小車的組成部件主要為車體、車輪組件等，詳見(jiàn)圖4。

圖4 旋轉(zhuǎn)小車

車體的傾斜角主要取決于承載架尾部的高度，為了使人工裝載物料更為方便，減少勞動(dòng)的強(qiáng)度，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施模擬，承載架的尾部與地面之間相距600～700 mm。在確保承載架與底板保持平行的情況下，可以將車體的后車輪進(jìn)行一定的提升，促使座體可以與水平面保持平行，促使承載架可以維持一個(gè)水平狀態(tài)，承載架在與巷道之間形成一個(gè)夾角的時(shí)候，膠帶不會(huì)出現(xiàn)傾斜，確保物料不會(huì)灑落。為了避免帶式輸送機(jī)發(fā)生倒滑或者側(cè)翻，在其座體前方配置一個(gè)止爬裝置，當(dāng)小車停止運(yùn)行之時(shí)，止爬裝置可以完美地貼合軌道，避免出現(xiàn)倒滑。

小車?yán)没剞D(zhuǎn)支撐與承載架進(jìn)行連接，回轉(zhuǎn)支撐可以同時(shí)承受較大的綜合負(fù)荷，進(jìn)而確保承載架可以正常旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)旋轉(zhuǎn)來(lái)對(duì)自身與大巷帶式輸送機(jī)之間存在的搭接角度進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證運(yùn)行方向的一致性，實(shí)現(xiàn)各個(gè)位置的傳輸，尤其適用于過(guò)于狹窄的作業(yè)面[2-3]。

3.3 托輥組

在該裝置中，托輥的直徑為89 mm，上托輥組的安裝部位為承載架的上橫梁，總共有四組，其作用在于對(duì)膠帶及物料進(jìn)行支撐，與頭尾部位相接近的則采取三輥式槽形掛鉤，其作用在于幫助膠帶槽角逐漸趨于平穩(wěn)，易于物料的裝卸。中間兩組使用四輥式槽形掛鉤托輥，通過(guò)將膠帶的傾斜角度進(jìn)行擴(kuò)大，可顯著降低物料后滑的范圍，確保物料的平穩(wěn)運(yùn)輸；下托輥則使用平托輥，其安裝部位處于承載架的下橫梁中，共設(shè)置三組，其作用在于對(duì)回程段的膠帶進(jìn)行支撐。

3.4 驅(qū)動(dòng)裝置

該裝置主要采取YDB型滑塊式防爆電動(dòng)滾筒，其半徑為320 mm，整體長(zhǎng)度為650 mm，功率為4 kW，額定轉(zhuǎn)速為95 r/min。該裝置原本的外驅(qū)動(dòng)裝置被內(nèi)驅(qū)動(dòng)裝置代替，結(jié)構(gòu)十分緊湊，重量相對(duì)較輕，且占地面積較小，容易維護(hù)，并且對(duì)于一些可燃性氣體有著較強(qiáng)的適用性。

3.5 擋料裝置及清掃器

在機(jī)頭與機(jī)尾均配置了擋料裝置，通過(guò)該裝置的作用，物料將會(huì)被集中傳輸?shù)捷斔蛶У闹行?，避免物料出現(xiàn)灑落。電動(dòng)滾筒的下端安裝了彈簧清掃器，可以將輸送帶上方殘留的物料進(jìn)行清除，避免物料進(jìn)到尾部的滾筒之內(nèi)。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，旋轉(zhuǎn)型可移動(dòng)帶式輸送機(jī)已經(jīng)在礦井下取得廣泛應(yīng)用，且取得了較好的效果，使巷道擴(kuò)寬時(shí)矸石運(yùn)輸困難的問(wèn)題得到解決，而且取得較好的口碑，隨著各個(gè)礦井之間的整合擴(kuò)建，對(duì)該設(shè)備的需求量也持續(xù)擴(kuò)大。該設(shè)備在礦井下的成功應(yīng)用，為工況條件相似的巷道或者有使用需求的礦井提供了借鑒。