龍東煤礦甲帶式給料機革新與應用

摘要：本文評論了往復式給煤機和帶式給料機的優缺點，分析了給料機的工作原理和革新原因，對革新過程進行了分析，總結了給料機革新后現場應用效果。

關鍵詞：甲帶給料機 革新 應用

0 引言

目前，我國煤礦井下流煤系統及井下原煤系統所使用的給煤機主要為K型往復式給料機，其結構及工作原理是：在料倉下部設一導料槽，導料槽底板為活動式，用一動力裝置帶動底板循環往復運動，當底板向給料口方向運行時，物料隨底板一起運動，完成給料過程；當底板向反方向運行時，物料在內壓力及內外摩擦力的共同作用下，物料并不隨底板一起運動；底板不斷循環往復運動，倉內物料不斷的被送往出料口。

K型往復式給料機的缺點是：給料機底板在回程中需承受物料很大的摩擦力，所以需要較大的驅動功率，能耗大；由于功率大，結構受力也大，設備重量大；由于給料過程是往復運動，設備振動大，噪音也大；由于結構受力大，運動件磨損快，維修量大；由于給料不連續，生產率較低。甲帶給料機克服了目前給料系統中廣泛使用的往復式給料機的缺點，改間斷給料方式為連續給料方式，變恒定給料量為根據需要給料量動態連續可調，使給料系統更能滿足高效、節能、環保的要求。

1 帶式給料機工作原理及結構組成

1.1 工作原理

物料通過漏斗、閘門，落到具有耐磨防撕裂、抗沖擊能力甲帶上，巨大的倉壓由漏斗進行緩解，下流物料自重及少量倉壓，由閘板和下面密排的緩沖托輥承擔。

電機驅動裝置通過傳動滾筒，使輸送甲帶均速運行，實現連續均勻的給料。若因含水量大，粘在帶上的物料無法自動卸下，由改向滾筒下方的清掃器強行把物料卸凈，以避免物料在返程中撒落在地上或設備后面。

驅動裝置為電機驅動無級機械變速器經斜齒輪減速機帶動傳動滾筒進行工作。改變給料量，可通過調節轉臂行星摩擦式無級變速機的調速手輪來改變輸出軸轉速，改變甲帶運行速度的大小（高低），從而改變給料量。驅動裝置、傳動滾筒、改向滾筒、緩沖托輥、清掃器均固定在底架上。底架通過螺栓聯接安裝在箱體的側板上。大修時，可關閉閘門，封住料倉中的物料，即可對下面進行方便的維修。

1.2 結構組成

連接段安裝于料倉口部，在其下安裝導料槽，在導料槽下安裝甲帶給料裝置；甲帶給料裝置由驅動滾筒、緩沖托輥及支架、改向滾筒、甲帶、膠帶等機構所組成；驅動裝置由無級變速減速機經鏈傳動帶動驅動滾筒；驅動裝置和甲帶給料裝置均安裝在托架上，并可調整位置；在導料槽上，安裝有閘門機構，在維護檢修時實現進料口的開閉。

1.2.1 機械部分

由直段、箱體、手動無極調速減速器、驅動滾筒、張緊滾筒、鏈帶、緩沖托輥、托輥支架等組成。

1.2.2 電控部分

由YB132S-4隔爆型三相異步電機（5.5kW）和QJZ-80/660真空電磁啟動器組成。

1.2.3 液壓部分

液壓部分主要指給料機液壓閘門；其組成為DYTF3000-1300電液推桿，推力：3000kgf；液壓泵，Φ10高壓軟管；液壓站YB2-100L2-4隔爆型三相異步電機（3kW）雙龍集團上海防爆電機有限公司。現場通過采用QJZ-60/660隔爆兼本質安全型手提可逆真空電磁啟動器來控制電機正反轉，實現油缸驅動閘門打開和關閉。

2 革新改造的原因

龍東礦井下煤流系統和地面原煤系統都使用K型往復式給煤機，由于K給煤機存在給煤調節量小，運行中沖擊載荷大，噪音高，效率低，曲軸連接軸銷易切斷等問題。

2012年10月和12月份，將主井裝載硐室2臺K4型往復式給煤機更換成GLD2000/5.5/S型帶式給料機。經過2個月運行，在2013年1月份發生一次故障。故障原因：由于采用后滾筒驅動，當鏈條在過松狀態下繞過后滾筒上部時，甲帶前部因壓煤造成鏈條弓起后造成掉鏈。搶修后不能正常運行，影響了礦井生產。對給料機運行情況及結構進行研究分析，該產品設計存在缺陷：

2.1 給料機甲帶和附帶共同繞過主動滾筒和從動滾筒，甲帶與內側附帶伸長率不一致，外層甲帶伸長率大于內側附帶（鋼絲膠帶），造成外層甲帶受附帶影響無法漲緊到位，傳動鏈條過松容易掉鏈。

2.2 驅動方式不合理。由于采用后滾筒驅動，當鏈條在過松狀態下繞過后滾筒上部時，甲帶前部因壓煤造成鏈條弓起后造成掉鏈。

3 革新改造方案的確定

3.1 給料機驅動方式由原設計后驅動方式改為前驅動方式，消除鏈條松動掉鏈現象。

3.2 給料機驅動輸送裝置由原設計長度由2800mm縮短為1800mm。

3.3 取消內層附帶，甲帶漲緊不受局限，緩沖托輥采用包膠托輥，驅動滾筒和后改向滾筒都采用包膠滾筒，解決取消內層膠帶造成甲帶磨損的問題。

3.4 給料閘門由斜面閘門改為平閘門，控制方式由手動控制改為液壓控制。

3.5 甲帶穿條由尼龍穿條改為兩頭帶絲扣的圓鋼穿條。

4 GLD型給料機革新過程

2013年2月份，龍東煤礦對現場的給料機進行了如下革新優化：

4.1 去除給料機內層附帶，使甲帶可以自由漲緊調節，解決傳動鏈條漲緊不到位引起的掉鏈、卡鏈等問題。

4.2 把后輪驅動改為前輪驅動，解決了當鏈條在過松狀態下繞過后滾筒上部時，因甲帶前部壓煤造成鏈條弓起后掉鏈的問題。

4.3 制定改造方案，委托廠家再次改造

根據裝載硐室空間小、安裝運輸方便的原則，并結合現場給料機改造的成功經驗，提出更符合使用現場的改造方案，通過縮短給料機長度，減輕給料機自重，實現現場備用，方便更換。

4.3.1 給料機驅動輸送裝置原設計長度由2800mm縮短為現在的1800mm。底座長度由3250mm縮短為現在的2130mm 。由于部件尺寸縮小，方便現場起吊和就位安裝，節省安裝時間，降低施工人員勞動強度。另一方面降低給料機的制造成本。

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改造前后對比圖

4.3.2 給料閘門由斜面閘門設計改為平閘門，通過啟動油泵使油缸伸縮帶動閘門的開閉。

4.4 甲帶穿條由尼龍穿條改為兩頭帶絲扣的圓鋼穿條。

5 應用效果及效益

5.1 電機功率減低70%，節能效益顯著

原K4型往復式給煤機配電動機功率18.5kW，給煤量130-530t/h，靠閘門調節給煤量，往復運行給煤時一半時間的運行在做無用功，給煤效率只有50% ，浪費能源。

GLD2000/5.5/S給料機電動功率僅5.5kW，最大給料量達2000T/h，無極調速調節給煤量，運行時實現連續給煤，給煤校率達100%。根據有關規定，節能計算參數：每天運行取18小時，年運行天數330天。僅從降低電機功率一個方面計算，更換一臺給料機預計每年節約7.722萬度電，合計5.03萬元。

徐州大屯工貿實業公司借鑒龍東煤礦給料機優化應用成果，已成功制造該型號給料機并在大屯公司推廣。大屯公司四礦和選煤中心陸續淘汰30臺往復式給煤機，每臺給料機電動功率由18.5kW降低為5.5kW，實現節電7.722萬kW.t。30臺給料機每年節約電量30×7.722=233.16萬kW.t，合計233.16×0.61=142.2萬元。

5.2 結構簡單，維護量小，運行穩定

通過對給料機二次改造后，取消內層附帶及其調偏裝置；結構更加簡單。由于主動滾筒、從動滾筒、承重托輥表面采用耐磨包膠，減少了與甲帶的摩損，延長了各部件使用壽命；甲帶采用45#鋼，具有耐磨、耐沖擊特點，給煤運行平穩可靠。

由于給料機驅動輸送裝置長度縮短，給料機運行電流降低1.5A，表明運行負荷明顯減小，相應故障率降低，相應延長了設備的使用壽命。

5.3 設備結構緊湊，占用空間小

K4給煤機驅動裝置由于電機、減速箱、曲軸連桿采用平行布置，造成給煤機占用空間大；而GLD型給料機驅動裝置采用法蘭式連接，設計結構緊湊，占用空間小。

5.4 降低制造成本，社會效益顯著

改造方案使給料機加工制造成本大幅度下降達25%-33%，生產廠家制造的帶式給料機由于生產成本降低產品價格有更大的下調空間，生產廠家利潤空間增大，最終用戶也可得到價格較低的產品，產生巨大的社會效益。

5.5 整體長度縮短，減輕部件重量，提高安裝效率

由于給料機驅動輸送裝置長度縮短，方便了井下各環節的運輸，降低了安裝難度，方便現場起吊和就位安裝，節省了安裝時間，降低了施工人員勞動強度，確保了安全施工。

5.6 給料量連續，給料調速調節方便

GLD型給料機采用無級調速或變頻調速，給料量調節范圍廣200-2000t/h，根據具體工況實現連續方便調節（手動或變頻調速）。

5.7 基本消除運行噪音，提高職業健康管理水平

帶式給料機與原給煤機相比，工作現場噪音非常低，給現場崗位人員創造了良好的工作環境，從而提高了工作場所職業健康管理水平。

參考文獻：

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[2]馬新民主編.礦山機械[M].徐州：中國礦業大學出版社，2005.

[3]吳豪永，張宏軍，于德杰，劉井旭，張玉欣.JDG型甲帶給料機的應用[J].煤礦現代化，2006（05）.

作者簡介：

朱光輝（1971-），江蘇宿遷人，畢業于山東科技大學機電一體化專業，現工作于中煤集團大屯公司龍東煤礦，從事煤礦機電技術管理工作。