穆 浩,胡雅琳,郭祥東
(1.鹽城工學院,江蘇 鹽城 224051;2.安徽理工大學,安徽 淮南 232001)
給煤機在煤炭運輸過程中主要起連接料倉和帶式輸送機的作用,實現煤的連續轉載。以前的煤炭運輸中基本上都采用往復式給煤機,其最大給煤量基本上不能超過600t/h,同時由于其采用了曲柄連桿機構的設計,故不能均勻地輸送煤炭,造成煤炭的大量堆積,從而會使給煤機堵塞,嚴重影響煤炭的生產。為了解決這些問題,煤礦一般都采用甲帶式給煤機,在其環形膠帶的上面覆蓋一層甲帶,通過在給煤機的導料槽上安裝手動閘門來控制給煤量。但甲帶式給煤機在煤炭的運輸過程中也會出現一些故障,為提高甲帶式給煤機工作的可靠性,本文對主井下的甲帶式給煤機進行研究,從其結構、工作原理、零件加工工藝等方面進行分析,提出其存在的缺陷并進行改進。
甲帶式給煤機的結構示意圖如圖1所示,其主要由甲帶、膠帶、導料槽、傳動滾筒、托輥、改向滾筒、手動閘門和手輪等零部件組成[1]。

圖1 甲帶式給煤機的結構示意圖
甲帶式給煤機的工作原理如下:料倉里的煤炭經過導料槽下落到甲帶上,電動機驅動傳動滾筒進行旋轉,傳動滾筒和改向滾筒通過膠帶進行連接,由傳動滾筒帶動環形膠帶進行運轉,進而環形膠帶上的甲帶也循環運轉,煤炭依靠著與甲帶之間的摩擦力而向前移動,當到達改向滾筒時,煤炭經過卸料口便落向帶式輸送機被不斷循環地輸送,從而實現給煤機的連續給煤過程。甲帶式給煤機的給煤量可以通過導料槽上的手動閘門改變倉口的大小來進行控制,同時也可以改變甲帶的運行速度來控制給煤量[2]。
與其他類型的給煤機相比,甲帶式給煤機在工作過程中表現出以下優點:
(1)運行功率比較低,能量消耗比較少,能給企業帶來巨大的經濟效益。
(2)給煤量較大,運行很平穩,調動給煤量可以通過調節手動閘門和改變甲帶的運行速度,兩種方法都很方便。
(3)振動小,運行平穩,從而產生的噪聲也很小。
(4)零件通用性強,安裝和維修都很方便。
(5)給煤機磨損量比較小,使用時間比較長。
(6)可替換其他類型的給煤機[3]。
在工作時,甲帶式給煤機頻繁出現故障,且其出現故障的位置基本上是相同的。經過長期跟蹤觀察發現,該甲帶式給煤機在運行和維修中存在以下缺陷:
(1)膠帶在煤炭運輸過程中容易出現打滑。膠帶是甲帶式給煤機的承載構件和牽引構件,主要用來傳遞動力和運輸物料。環形膠帶一次成型,其長度不可調,且膠帶延伸性強,工作一段時間后會伸長,甲帶延伸性弱,幾乎不延伸,當膠帶打滑需要張緊膠帶時,更換環形膠帶難度大、時間長。更換環形膠帶必須拆除甲帶和傳動滾筒及全部托輥,由于工作空間比較小,更換十分困難,更換需要很長時間,嚴重影響礦井生產。
(2)膠帶容易出現跑偏。膠帶防跑偏主要依靠膠帶中間的防跑偏筋與滾筒中部的凹槽來限制膠帶運行,但橡膠筋的強度和耐磨性能比較差,使用一段時間就會發生磨損斷裂,脫槽后出現膠帶跑偏無法控制,從而必須更換橡膠筋。原甲帶式給煤機傳動滾筒及托輥與環形膠帶配合的防跑偏槽如圖2所示。
鑒于上述存在的缺陷,可以從以下幾個方面對甲帶式給煤機進行改進:
(1)采用整體性好、抗撕裂、抗沖擊的高強度的尼龍整芯帶代替環形膠帶和甲帶,尼龍整芯帶不硫化成環形,采用機械扣進行連接,便于更換。尼龍整芯帶及機械扣接頭如圖3所示。

圖2 原甲帶式給煤機防跑偏槽

圖3 尼龍整芯帶及機械扣接頭
(2)傳動滾筒寬度取膠帶寬度+25mm,滾筒兩側設限位擋邊控制膠帶跑偏,改進后的帶擋邊的傳動滾筒如圖4所示。
(3)中間托輥采用橡膠緩沖托輥以減少物料對膠帶的沖擊,其兩側也加限位擋邊控制膠帶跑偏[4],改進后的帶擋邊的緩沖托輥如圖5所示。

圖4 改進后的帶擋邊的傳動滾筒

圖5 改進后的帶擋邊的 緩沖托輥
甲帶式給煤機經過上述改進以后,通過跟蹤檢查,發生故障的頻率已降低,更換膠帶的次數也大大減少,同時也減少了環形膠帶和甲帶的資金投入,傳動滾筒和緩沖托輥兩側的擋邊有效地降低了膠帶的跑偏次數,煤炭的產量也在一定程度上得到了提高,從而給煤礦企業帶來了巨大的經濟效益。
[1]李蘭芳.甲帶式給煤機的改造和應用[M].北京:煤炭科學技術出版社,2013.
[2]張帥,王彥斯,肖福安.K4型往復式給煤機主要部件的設計[J].煤礦機械,2011,32(9):12-14.
[3]王冠宇.甲帶給煤機在陳四樓煤礦的應用及技術改造[J].礦山機械,2009,37(8):59-60.
[4]謝錫純,李曉豁.礦山機械與設備[M].徐州:中國礦業大學出版社,2000.