席沁波

（晉城煤業(yè)集團(tuán)鳳凰山礦，山西 晉城 048007）

40T刮板輸送機(jī)是一種能夠在短距離巷道使用的運(yùn)煤設(shè)備，在晉煤集團(tuán)鳳凰山礦井下各類掘進(jìn)巷道開口運(yùn)煤、跨軌道臥底運(yùn)煤、橫川短距離運(yùn)煤均使用SGW-40T刮板機(jī)。一種是隨巷道掘進(jìn)隨時延長的，一種是固定長期運(yùn)行的。輸送機(jī)正常運(yùn)行需大鏈張緊程度合適，大鏈過松在運(yùn)行中會產(chǎn)生刮板脫槽、機(jī)頭處大鏈脫鏈輪的情況發(fā)生。巷道掘進(jìn)作業(yè)過程中，輸送機(jī)隨巷道延伸需頻繁進(jìn)行延長施工，其中延長工序中的解鏈和接鏈工作需要使用緊鏈器；固定刮板機(jī)在運(yùn)行一段時間后因大鏈磨損導(dǎo)致鏈松后也需要緊鏈，所以使用刮板輸送機(jī)需配備安全、高效、經(jīng)濟(jì)的緊鏈裝置。

1 設(shè)計背景

鳳凰山礦曾經(jīng)使用過以下2種緊鏈方式，因存在使用不安全和成本較高的問題，最終放棄使用。

（1）設(shè)備自帶閘帶式緊鏈器，緊鏈器主要由偏心輪、外殼、閘帶和制動輪組成。緊鏈操作時，使用設(shè)備配備的2條緊鏈鉤，緊鏈鉤的一端插在機(jī)頭左右側(cè)板的圓孔內(nèi)，另一端插在鏈環(huán)的立環(huán)中，點(diǎn)動電動機(jī)倒轉(zhuǎn)，將松弛的鏈條傳到機(jī)頭，在停車瞬間操作人員使用操作桿立即抱緊制動輪，制動后換合適長度的短鏈環(huán)并接鏈，接鏈完成后，操作人員緩慢松開操作桿，使閘帶和制動輪脫離，取下緊鏈鉤；開動設(shè)備在機(jī)頭查看鏈條下垂程度，確定大鏈?zhǔn)欠窬o到位。

此種緊鏈方式在實(shí)踐過程中能夠達(dá)到理想的緊鏈效果，但需要操作人員有豐富的輸送機(jī)緊鏈操作經(jīng)驗(yàn)，作業(yè)時準(zhǔn)確把握抱緊制動輪的時機(jī)，否則抱閘過早緊鏈效果達(dá)不到要求，或抱閘不及時緊鏈力量過大導(dǎo)致斷鏈?zhǔn)鹿拾l(fā)生。時常發(fā)生操作不當(dāng)導(dǎo)致緊鏈時電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行的情況，緊鏈作業(yè)前需短接電機(jī)控制開關(guān)保護(hù)模塊，否則因過流引起保護(hù)動作不能完成緊鏈過程，且因長時過流操作縮短電機(jī)使用壽命。鳳凰山礦相關(guān)職能部門在權(quán)衡考慮后，發(fā)文要求全礦所有使用40T刮板輸送機(jī)的單位禁止使用設(shè)備本身的閘帶式緊鏈器。

（2）鳳凰山礦針對設(shè)備本身緊鏈裝置不安全的問題，采購了一批專用緊鏈裝置，裝置采用多級齒輪傳動結(jié)構(gòu)。齒輪封閉在一個盒子中，裝置固定在盒子上一個卡鏈齒，其中有一根帶有齒條可以來回移動，2個卡鏈齒嵌入輸送機(jī)單邊鏈立環(huán)中，雙手搖盒子上部的手把，進(jìn)行緊鏈或解鏈操作。這種裝置使用方法簡單、操作安全且緊鏈效果良好。但各隊(duì)在長時間使用后齒輪箱中的齒輪齒損壞，礦方因經(jīng)營效益的原因收緊了各方面預(yù)算，未再采購這種緊鏈設(shè)備或相關(guān)配件，導(dǎo)致使用刮板機(jī)各單位無法將損壞的齒輪式緊鏈裝置修復(fù)。

2 設(shè)計方案

根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況，需設(shè)計一種安全、經(jīng)濟(jì)的緊鏈器，設(shè)計緊鏈器需解決以下問題：動力源足夠大，緊鏈行程夠長，投資小。經(jīng)長時間考慮后，做出了如下設(shè)計方案。

使用井下常用的手拉葫蘆作為緊鏈的動力設(shè)施，但手拉葫蘆本身帶的掛鉤不能掛于刮板鏈上，需要借助其他輔助設(shè)施，設(shè)計了一種方便簡易的卡鏈裝置（如圖1所示）。加工時使用Q345B型號的鋼板，將鋼板割成半圓形，圓形頂部割一個圓孔，用來掛手拉葫蘆，半圓形底部設(shè)計成鉤狀可卡住大鏈兩端，底部是一個卡槽，固定端與整體裝置焊接為一個整體，活動端可根據(jù)大鏈寬度進(jìn)行調(diào)整，寬度調(diào)整合適后，使用螺絲將活動端固定。緊鏈時將2個緊鏈裝置卡在大鏈上，緊固牢固后掛手拉葫蘆、緊鏈，達(dá)到張緊度要求后，更換一截短鏈，更換結(jié)束后，松手拉葫蘆，運(yùn)行刮板機(jī)，查看緊鏈效果，如果未達(dá)到運(yùn)行要求，繼續(xù)重復(fù)以上步驟，直至達(dá)到正常運(yùn)行要求。經(jīng)過使用實(shí)踐，使用5T的手拉葫蘆方式能滿足使用刮板輸送機(jī)正常掘進(jìn)過程中刮板機(jī)運(yùn)行的要求。

圖1 手拉葫蘆緊鏈?zhǔn)疽?/p>

3 緊鏈能力驗(yàn)證

3.1 設(shè)備自帶閘帶式緊鏈器緊鏈能力

SGW-40T刮板輸送機(jī)部分技術(shù)參數(shù)：輸送能力150 t/h，裝機(jī)功率40 kW，刮板鏈速0.86 m/s。

根據(jù)定律，忽略傳動損耗，牽引力F1：

式中：

F1-刮板機(jī)牽引力，kN；

P-電機(jī)功率，kW；

v-刮板鏈速，m/s。

3.2 HSZ-5手拉葫蘆技術(shù)參數(shù)

HSZ-5手拉葫蘆技術(shù)參數(shù)：起重量5 t，起重高度3 m，試驗(yàn)載荷6.25 t，手拉葫蘆作用在大鏈上的拉力F2=(5×1000×10)kN=50 kN

可以得出：F2＞F1。

經(jīng)以上的計算驗(yàn)證可以看出，使用手拉葫蘆的緊鏈方式能夠達(dá)到閘帶式緊鏈裝置的緊鏈效果且緊鏈行程可達(dá)3 m，滿足使用需求。

3.3 手拉葫蘆卡鏈裝置材料強(qiáng)度核算

整個裝置受力最集中區(qū)域是兩邊掛鉤處，掛鉤處加工要求最窄處不得低于20mm，材料厚度為200mm，受剪應(yīng)力面積最小為Q=400mm2，按手拉葫蘆試驗(yàn)載荷6.25 t，裝置每邊掛鉤處最大受力為F=（62.5/2）kN=31.25kN，受剪應(yīng)力τ=F/Q=78.1MPa；選取材料的安全系數(shù)為2，可得出材料許用剪應(yīng)力 [τ]=140MPa?？梢缘贸靓樱糩τ]，材料強(qiáng)度校核合格，能夠滿足使用要求。

4 結(jié) 論

經(jīng)緊鏈能力驗(yàn)證、材料強(qiáng)度核算表明，手拉葫蘆式緊鏈方式能滿足鳳凰山礦使用40T刮板輸送機(jī)緊鏈的安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的要求，且長達(dá)3 m的緊鏈行程能夠滿足一次緊鏈到位的需求，通過在鳳凰山礦XV2207巷和XV2204巷掘進(jìn)過程中使用，緊鏈效果良好，實(shí)踐證明此裝置能夠滿足掘進(jìn)作業(yè)的要求。