皮帶自移機尾調節裝置的改進設計

李廣慶

（中煤張家口煤礦機械有限責任公司；河北省高端智能礦山裝備技術創新中心，河北張家口 076250）

0 引言

我國是煤炭生產和消費大國，而煤礦智能化開采已成為我國煤炭工業十四五規劃發展中的重要發展趨勢，所以推動綜采技術與設備的創新勢在必行。綜采工作面中皮帶自移機尾快速推進的效率提升能夠極大地提高輸送機的開機率[1]。本文介紹的皮帶自移機尾調節裝置是皮帶自移機尾重要的組成部分。齒輪齒條式和油缸伸縮式皮帶自移機尾調節裝置的全新設計能夠滿足綜采配套設備快速推進的需要，同時有效的提高煤礦煤炭資源的產量。

1 現有浮動托輥式皮帶機自移機尾調節裝置存在的問題

目前，采煤工作面一般采用長壁后退式采煤工藝，使用順槽帶式運輸機運煤，帶式運輸機一般采用長度為2～3m 的中間架順序支撐，帶式運輸機尾部采用皮帶自移機尾與順槽轉載機搭接，實現工作面快速推進的需要[2]。采煤工作面推進時，帶式運輸機的運輸長度隨之縮短，在采煤機采完三個節身后需要停機并拆卸一定數量的運輸機中間架，然后張緊皮帶以便繼續推進，拆卸中間架均需要停機后人工拆卸并搬運，嚴重影響生產效率。

另外，由于受順槽高度的限制，位于順槽轉載機下部與之搭接的皮帶自移機尾高度一般比帶式運輸機中間架底，帶面銜接有落差，容易造成撒煤。目前，皮帶自移機尾中，采用浮動托輥式皮帶自移機尾調節裝置見圖1 的較多，這種結構只能調節皮帶自移機尾出入口帶面的高度，無法減少拆卸皮帶機中間架的次數，所以這種結構在使用的過程中不僅導致井下工人勞動強度加大，而且也無法有效的提高礦井的生產效率。

圖1 浮動托輥式皮帶機自移機尾調節裝置

2 齒輪齒條式皮帶自移機尾調節裝置的設計

齒輪齒條式皮帶自移機尾調節裝置見圖2～圖6 所示，在皮帶自移機尾主體前面兩側設置平行布置的固定套、第一級伸縮套、第二級伸縮套、第三級伸縮套、調高缸、和伸縮缸。固定套上端與皮帶自移機尾主體鉸接，固定套、第一級伸縮套、第二級伸縮套、第三級伸縮套逐級嵌套；調高缸一端與主體鉸接，另一端與固定套鉸接；托輥架安裝在平行的固定套和各級伸縮套間。

圖2 齒輪齒條式皮帶自移機尾調節裝置完全伸出的主視圖

圖3 齒輪齒條式皮帶自移機尾調節裝置完全伸出的俯視圖

圖4 齒輪齒條式皮帶自移機尾調節裝置完全縮回的主視圖

圖5 齒輪齒條式皮帶自移機尾調節裝置完全縮回的俯視圖

圖6 圖4 的K 向視圖

固定套、第一級伸縮套、第二級伸縮套和第三級伸縮套之間采用齒輪齒條傳動；伸縮缸一端固定在固定套上，另一端固定在第一級伸縮套上。固定套前半段下部設置有齒條；第一級伸縮套中間位置設置有大齒輪，前半段下部設置有齒條；第二級伸縮套中間位置設置有小齒輪，后半段上部設置有齒條；第三級伸縮套后半段上部設置有齒條。

第一級伸縮套中間位置的大齒輪同時與固定套前半段下部的齒條和第二級伸縮套后半段上部的齒條嚙合；第二級伸縮套中間位置的小齒輪同時與第一級伸縮套前半段下部的齒條和第三級伸縮套后半段上部的齒條嚙合。伸縮缸動作時，第一級伸縮套移動距離為伸縮缸的行程；第二級伸縮套在大齒輪推動下相對第一級伸縮套移動距離等于伸縮缸的行程；第三級伸縮套在小齒輪推動下相對第二級伸縮套移動距離也等于伸縮缸的行程，因此第三級伸縮套相對固定套的移動距離為三倍的伸縮缸的行程。第一級伸縮套中間位置的大齒輪與第二級伸縮套中間位置的小齒輪齒寬方向留有間隙H≥10mm，可以保證各級伸縮套及齒條間互不干涉。

該結構運用了液壓缸和齒輪齒條傳動[3]，在乳化液泵站提供動力的情況下，通過液壓缸的作用，齒輪齒條的傳動帶動皮帶自移機尾調節裝置上的各級伸縮套前后移動。同時伸縮套中上下交錯布置的齒條可以作為前一級伸縮套的導軌，并為之導向，使各級伸縮套動作更順暢。同時調高缸可以靈活地調節皮帶自移裝置出入口帶面的高度，保證皮帶上帶面高度的合理性。齒輪齒條式皮帶自移機尾調節裝置優點是結構簡單、傳動平穩、伸縮量大，可以在井下生產班時有效的減少拆卸皮帶機中間架的次數；最終達到礦井高產高效的目的[4]。

3 油缸伸縮式皮帶自移機尾調節裝置的設計

油缸伸縮式皮帶自移機尾調節裝置見圖7 和圖8，油缸伸縮式皮帶自移機尾調節裝置尾端與皮帶自移機尾頭端架用銷軸聯接，同時前后由聯接桿9 和加強桿11 聯接最終形成一個剛性的框架整體結構。在整個皮帶自移機尾調節裝置上布置了四組托輥架2、3。該裝置包括逐級嵌套的第一級伸縮套（即左一/右一聯接套）、第二級伸縮套（即左/右聯接套）和第三級伸縮套（即左/右聯接梁）。第二級伸縮套焊接貫穿側板的銷子，第三級伸縮套側板上開有長圓孔，這兩級伸縮套嵌套在一起組成伸縮套組件（即左/右聯接套）1、10。推移缸12 的缸筒和活塞桿分別與第一級伸縮套4、13 和第三級伸縮套相連，在該液壓缸12 的作用下第三級伸縮套伸出；當伸到一定長度時，第三級伸縮套會帶動第二級伸縮套伸出，直到第二級伸縮套和固定套之間的鏈條6繃直，第二級伸縮套停止伸出。第三級伸縮套最終伸長量為2300mm。兩級伸縮套和第一級伸縮套都安裝有托輥架，用于支撐上皮帶。第三級伸縮套前端還安裝了調高缸8 和導向輪7。

圖7 油缸伸縮式皮帶自移機尾調節裝置完全縮回的主視圖

圖8 油缸伸縮式皮帶自移機尾調節裝置完全縮回的俯視圖

該裝置的使用可以減少拆卸皮帶機中間架的次數；也可以調節皮帶自移裝置出入口帶面的高度，以便在一定的范圍內適應皮帶機的高度變化，減少煤的外泄，增強自移裝置的適用性。在油缸伸縮式皮帶自移機尾調節裝置下面設置了刮煤板，作用是清除下膠帶上表面的煤塵等雜物。同時在運行過程中皮帶自移機尾的操作者，根據實際情況可隨時通過調高缸和推移缸調整托輥多向調節裝置的高度和伸出的長度，來適應皮帶機和自移裝置間的高度差和距離變化和順槽地面的起伏[4]。

4 結語

總之，不管是齒輪齒條式皮帶自移機尾調節裝置還是油缸伸縮式皮帶自移機尾調節裝置它們不僅能夠在生產中減少工人拆架次數，降低井下工人的勞動強度，而且能夠保證采煤機連續采煤實現綜采工作面高產高效作業。同時能夠有效的適應順槽底板的起伏變化、皮帶機和自移裝置高度配套落差及拆架工序安排差異等問題，有效的解決從皮帶機末端機架到自移機尾間的過渡段皮帶無支承、支承高度不合適，導致皮帶成槽不好，原煤外泄等問題。

皮帶自移機尾調節裝置的新技術、新結構的使用為今后的皮帶自移機尾的設計提供了有益的借鑒，更是響應了國家對智能化礦井建設的高要求。