煤礦主斜井帶式輸送機的提速改造

周卓群

（同煤集團機電裝備科大機械有限公司， 山西 大同 037000）

引言

由于煤礦企業的生產在不斷朝著集約化、高效高產的方向發展，所以對煤炭的井下運輸也提出了更高要求。為了滿足煤炭的高效運輸，促使用于煤炭作業中的帶式輸送機也在不斷朝著大運量、長距離、大功率以及高帶速的方向發展，因此對煤礦主斜井帶式輸送機實施提速改造已經成為了必然發展需求。

1 原輸送機及改進后輸送機的相關技術參數

1.1 原輸送機相關技術參數

原輸送機的帶寬為1 m，斜長為171 m，傾角為22.5°，電機功率為2×75 kW，逆止方式為滾筒軸逆止，輸送量為300 t/h。重新設計后，電機功率改為2×132 kW，逆止方式改為減速機Ⅱ軸高速逆止。

1.2 校核設計后的技術參數

式中：B 為帶寬，1 m；Q 為輸送量，300 t/h；K為斷面系數，458；γ為物料堆積比重，0.8 t/m3；v為初選帶速2 m/s；c 為傾角系數，0.75。

1.2.1 校核輸送機運量

輸送機傳送帶寬度由于巷道斷面的限制，將帶寬設置為1 m，依據公式（1）計算輸送量為623 t/h，滿足了礦井600 t/h的輸送量需求。

1.2.2 確定傳動滾筒功率

式中：Lh為輸送機長度，239 m；H為輸送機高差，65.5 m；v為帶速，2 m/s；Q 為輸送量，600 t/h；k1為部分托輥轉動運行系數，0.0229；k2為物料水平運行功率系數，8.17×10-5；k3為改向滾動尾部功率系數，1.02；k4為改向滾筒中部系數，1.0052×1.03；∑k5為導料板、犁式卸料器及清掃器功率系數，0.75+1.00+0.16；k8為物料加速功率系數，0.51。

代入數據計算得N0=142.02 kW。

2 帶式輸送機的總體設計思路與相關布局

2.1 布置機頭驅動裝置

由于此輸送機的角度為大傾角，所以選擇的驅動方式為機頭集中驅動，并選擇雙電機對稱驅動的方式，其最佳狀態的驅動功率比為2∶1，如圖1所示。

圖1 機頭架、減速機以及電機安裝圖

2.2 傳送機啟動形式

帶式輸送機啟動方式所采用的是制動技術結合軟啟動，啟動加速度為0.1～0.3 m/s2。并且為了縮短安裝改造的工期、減少施工費用，所重新設計的驅動裝置座以及機頭架連接及安裝尺寸需要保證與基地現場以及相關尺寸相符合，使重新設計制造的機體能夠與原機架順利完成搭接。

2.3 張緊裝置的作用及相關要求

張緊裝置的主要作用是能夠使傳送帶的張力得以保持，能夠使輸送帶與滾筒之間產生設備運動所需的摩擦力。而當固定式帶式輸送機處于固定位置時，張緊力會相應增加，而在正常運行之后，輸送帶的張力又會因塑性變形而相應減小，而對張緊力實施調整多數依靠維修人員的工作經驗，使得輸送帶的張緊現象較為嚴重，所以張緊力需要以輸送帶張力變化情況為依據實施調節。而張緊裝置需滿足兩個基本要求，一是輸送機張緊裝置需要依據輸送帶張力的變化而對輸送帶張緊力進行自行調節，二是張緊裝置需要響應輸送帶張力變化而使張緊力速度保持越快越好，這樣才能夠使帶式輸送機制動與運行的安全平穩得以保證。所以重新設計后的張緊方式為機頭側重錘箱結合機頭手動的方式，在帶式傳送機走廊下方安置拉緊重錘箱，將張緊滾筒與重錘箱利用改向滑輪相連接，同時為了方便對重錘拉緊箱的高度進行調節，可采取手動滑輪卷筒（見圖2）。此系統可以使張緊力基本處于恒定狀態，使輸送帶的動態運行性能得到改善，減少運行過程中發生的斷裂事故。

圖2 重錘懸掛張緊裝置

2.4 托輥結構的設計

托輥結構主要由主軸、筒體、擋圈、軸承座以及密封結構等部分所組成，而改進后的托輥結構仍然選擇深槽四托輥，輸送帶能夠形成307 mm的弧半徑，使此種托輥結構的槽型最大傾角可達60°。并且選用雙排V形深槽四托輥結構，可以使輸送帶被托輥端部尖角劃傷的情況得以避免。而四托輥的各個輥子之間可以相互轉換，使水平面夾角能夠與前排輥子形成25°的夾角，而與后排輥子形成60°的夾角。在安裝過程中，下橫梁連接帶式輸送機的中間架，能夠使輸送機發生偏移時可由上橫梁下端小軸與底座之間轉換得以調整，所產生的橫向力可使跑偏的輸送帶返回中間位置，并在輸送帶返回中間位置時，托輥支架也能夠同時轉回原位，并且上橫梁的旋轉角度可由限位板進行限制，始終保持中間位置。并且深槽四托輥與典型的槽型三托輥相比較來說，承載能力以及運量均得到了顯著提升，使物料出現自滑的情況得到顯著減少。

3 主斜井帶式輸送機的提速改造創新點

本次對輸送機進行的提升改造是在對原有機頭實施利用的基礎上對機頭傳動裝置進行重新設計，能夠使停產改造的工期得到相應縮短；而對張緊裝置實施設計時，所創新設計的是手動拉緊與機頭一側重錘箱相結合的獨特張緊方式，使輸送帶在運行過程中的張力調節更具備靈活性，減少因張力過大而產生傳送帶斷裂的安全事故；而托輥結構所選用的為深槽四托輥，能夠有效預防物料下滑現象，可以對輸送帶跑偏情況實施調整，避免出現蛇形，使輸送帶的穩定運行得以良好保證。

4 結語

近年來，煤礦作業朝著綜合機械化、大型化方向發展，帶式傳輸系統也逐漸朝著高速化、大型化以及集控化方向發展。而大傾角帶式輸送機具有大功率、長距離以及大運量的優點，將其應用于煤礦行業，不僅能夠滿足煤礦開采所需的運量，而且使整個礦井的運輸系統的安全性也得到保障。為了能夠適應市場中的競爭力，需要不斷加大相關的科研力度和投入，研發出更適合礦井作業的輸送系統，以提高在國內煤機制修市場的競爭力，著力打造煤機制造的品牌。