龐明超

（大同煤礦集團(tuán)挖金灣虎龍溝煤業(yè)有限公司，山西 大同 037008）

引言

煤炭在開采礦場(chǎng)會(huì)經(jīng)過反復(fù)的轉(zhuǎn)運(yùn)輸送，而使用的輸送設(shè)備大多采用皮帶輸送機(jī)，但是主煤流運(yùn)輸沿線皮帶輸送機(jī)搭接處時(shí)有出現(xiàn)煤灑落到底皮帶現(xiàn)象，皮帶輸送機(jī)將灑落的煤帶至機(jī)尾造成涌機(jī)尾、堵塞機(jī)尾滾筒，造成設(shè)備嚴(yán)重受損甚至影響作業(yè)人員安全?，F(xiàn)有的皮帶輸送機(jī)只安裝了傳統(tǒng)的溫度保護(hù)、煙霧保護(hù)、速度保護(hù)、堆煤保護(hù)、超溫自動(dòng)灑水裝置、防跑偏裝置，而對(duì)皮帶輸送機(jī)帶煤起不到有效的保護(hù)。

這種問題傳統(tǒng)的解決辦法一般是采用安排人工進(jìn)行查看清掃的措施，這樣會(huì)造成嚴(yán)重的人力浪費(fèi)，且需要實(shí)時(shí)查看，及時(shí)清掃。另一種解決方式就是在皮帶底層皮帶上安裝一至兩道清掃器，但由于不同原因（如轉(zhuǎn)載點(diǎn)撒煤、擋煤皮跑出、膠帶輸送機(jī)跑偏等現(xiàn)象）造成底皮帶帶煤現(xiàn)象，而清掃器前后空間范圍堆滿積煤時(shí)，皮帶輸送機(jī)帶上煤就會(huì)涌向機(jī)尾滾筒造成安全事故。因此，針對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化要求，研究一種防回煤保護(hù)裝置。

1 防回煤保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)分析

現(xiàn)有技術(shù)在皮帶輸送煤的過程中，由于回煤現(xiàn)象造成涌機(jī)尾、堵塞機(jī)尾滾筒，造成設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞，更重要的是影響作業(yè)人員安全，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N用于皮帶輸送機(jī)的防回煤保護(hù)裝置，用于及時(shí)清理底層皮帶上的回煤，避免回煤卷入尾機(jī)皮帶內(nèi)造成設(shè)備損壞，同時(shí)消除作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的安全隱患[1-2]。

皮帶輸送機(jī)的防回煤保護(hù)裝置工作示意圖如圖1 所示，整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖2 所示，主要包括第一滾筒、第二滾筒、傳送皮帶、防回煤裝置、弧形擋板、伸縮支撐桿、觸動(dòng)開關(guān)、排煤滾、第一帶輪、第一復(fù)合輪、第二復(fù)合輪、第二帶輪、驅(qū)動(dòng)電、殼體、L 型支架、骨架、機(jī)架等部件。

圖1 皮帶輸送機(jī)的防回煤保護(hù)裝置工作示意圖

圖2 皮帶輸送機(jī)的防回煤保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

防回煤裝置通過機(jī)架安裝在用于輸送煤的兩層皮帶之間并貼合下層皮帶的上表面安裝；防回煤裝置包括與機(jī)架可拆卸固定連接的殼體，殼體的相對(duì)側(cè)安裝有用于阻擋回煤的弧形擋板，弧形擋板與殼體之間安裝有觸動(dòng)開關(guān)；殼體和弧形擋板之間還安裝有回煤排出機(jī)構(gòu)，回煤排出機(jī)構(gòu)包括豎直安裝在弧形擋板兩側(cè)的用于將堆積在下層皮帶上表面回煤清除的排煤滾，排煤滾由固定安裝在殼體上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過皮帶輪組件驅(qū)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過觸動(dòng)開關(guān)與市電連通。

皮帶輪組件由皮帶相互傳動(dòng)的與驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸連接的第二帶輪，分別與安裝在弧形擋板兩側(cè)的排煤滾固定連接的第一帶輪和用于換向的復(fù)合輪組單元組成。設(shè)置復(fù)合輪組單元進(jìn)行換向能夠?qū)崿F(xiàn)同一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩邊的排煤滾分別以相反的方向進(jìn)行排煤，這樣殼體的結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)就會(huì)更加簡單，實(shí)現(xiàn)底皮帶兩側(cè)對(duì)稱排煤。

復(fù)合輪組單元包括相互嚙合的第一復(fù)合輪和第二復(fù)合輪，第一復(fù)合輪和第二復(fù)合輪分別通過固定安裝在殼體上的L 型支架固定，第一復(fù)合輪與第一帶輪驅(qū)動(dòng)連接；第二復(fù)合輪與第二帶輪驅(qū)動(dòng)連接。

第一復(fù)合輪包括一體成型同軸設(shè)置的第三帶輪和第一齒輪，第二復(fù)合輪包括一體成型同軸設(shè)置的第四帶輪和第二齒輪；第一齒輪和第二齒輪嚙合，第三帶輪通過皮帶與第一帶輪驅(qū)動(dòng)連接；第四帶輪通過皮帶與第二帶輪驅(qū)動(dòng)連接。

為了更好地實(shí)現(xiàn)該裝置便捷性，提升自動(dòng)化程度，設(shè)計(jì)如下：殼體與弧形擋板之間通過對(duì)稱設(shè)置的復(fù)數(shù)個(gè)伸縮支撐桿固定連接。伸縮支撐桿包括相互插接并分別與殼體固定連接的靜桿和與弧形擋板固定連接的動(dòng)桿組成，靜桿與動(dòng)桿上均設(shè)置有軸肩，兩個(gè)軸肩之間套設(shè)并連接有回位彈簧。該設(shè)計(jì)達(dá)到的技術(shù)效果就是弧形擋板能夠沿著伸縮支撐桿軸線方向來回伸縮，通過伸縮支撐桿固定弧形擋板不會(huì)發(fā)生左右歪斜，從而通過回煤堆積多少控制弧形擋板的行程位置，最終達(dá)到控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目的。

裝置中觸動(dòng)開關(guān)包括相互嵌套滑動(dòng)插接的靜觸頭和動(dòng)觸頭，靜觸頭和動(dòng)觸頭之間套設(shè)安裝有呈壓縮狀態(tài)的分離彈簧；靜觸頭具有用于容納動(dòng)觸頭的空腔，空腔內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)電彈簧，導(dǎo)電彈簧自由端固定連接有銅制導(dǎo)電觸板；動(dòng)觸頭靠近導(dǎo)電觸板的一端端頭上設(shè)置有接電頭，接電頭通過內(nèi)置與動(dòng)觸頭內(nèi)的導(dǎo)線與接線柱A 電連，導(dǎo)電彈簧通過導(dǎo)線與接線柱B 電連，接線柱A 和接線柱B 分別串聯(lián)于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作電路，如圖3 所示。

2 防回煤裝置的工作原理和特點(diǎn)分析

該防回煤保護(hù)裝置的工作原理如下：將防回煤裝置安裝在靠近尾機(jī)第一滾筒前面，當(dāng)回煤順著底皮帶到達(dá)防回煤裝置時(shí)，首先與弧形擋板接觸，由于弧形擋板是緊貼底皮帶安裝的，當(dāng)回煤傳送到弧形擋板這里，就會(huì)被弧形擋板擋住，當(dāng)回煤越積越多的時(shí)候，在皮帶的傳動(dòng)摩擦力的作用下，回煤會(huì)自然的朝著弧形擋板的兩側(cè)運(yùn)動(dòng)，直至掉落到皮帶外，這樣就有效避免了因沒有阻擋而導(dǎo)致回煤被直接卷入第一滾筒中，有效避免了故障的發(fā)生。

圖3 觸動(dòng)開關(guān)軸向剖視圖

如果單一的采用弧形擋板進(jìn)行阻擋，雖然能夠有效避免回煤被卷入到第一滾筒中，但是弧形擋板由于自身無法運(yùn)動(dòng)，回煤的排出只能通過皮帶傳送的摩擦力對(duì)堆積的回煤產(chǎn)生擠壓，從而堆積的回煤就會(huì)不斷增多，當(dāng)堆積的回煤寬度大于傳送皮帶的寬度時(shí)，回煤就自然掉落，這種方式的弊端就是傳送皮帶的底皮帶會(huì)承受回煤的重量，當(dāng)堆積回煤過多的時(shí)候，產(chǎn)生的摩擦力就會(huì)更大，會(huì)降低傳送皮帶的運(yùn)送效率。因此，為了減輕回煤對(duì)傳送皮帶帶來的阻力，在弧形擋板的兩側(cè)安裝的排煤滾通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，能夠及時(shí)有效地將堆積的回煤在排煤滾的作用下主動(dòng)排出，避免了回煤的大量堆積導(dǎo)致傳送皮帶的底皮帶承受較大的回煤阻力。同時(shí)，為了兼顧回煤處理的及時(shí)性和能耗，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過串聯(lián)的觸動(dòng)開關(guān)來進(jìn)行通斷控制，觸動(dòng)開關(guān)安裝在殼體和弧形擋板之間，當(dāng)沒有回煤在底皮帶上堆積時(shí)，弧形擋板就不受外力作用，此時(shí)觸動(dòng)開關(guān)處于自然狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的回路斷開，驅(qū)動(dòng)電機(jī)不工作；當(dāng)出現(xiàn)較多回煤堆積的時(shí)候，在傳送皮帶的作用下，回煤對(duì)弧形擋板施加一個(gè)作用力，進(jìn)而推動(dòng)弧形擋板向殼體的方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)達(dá)到觸動(dòng)開關(guān)閉合行程時(shí)，觸動(dòng)開關(guān)閉合導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通電工作，直到回煤清理后弧形擋板回彈，觸動(dòng)開關(guān)回到自然狀態(tài)，觸動(dòng)開關(guān)斷開，驅(qū)動(dòng)電機(jī)電路開路，停止工作。實(shí)際工作狀態(tài)就是停止-運(yùn)行-停止的循環(huán)狀態(tài)，既可以達(dá)到及時(shí)清理回煤的技術(shù)效果，又可以實(shí)現(xiàn)在沒有回煤的情況下降低能耗[3-5]。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電源供應(yīng)采用市電即可，驅(qū)動(dòng)電機(jī)選用較低功率的單相異步電動(dòng)機(jī)即可滿足要求，由觸動(dòng)開關(guān)作為與驅(qū)動(dòng)電機(jī)串聯(lián)控制的開關(guān)，這樣就可以根據(jù)回煤量的大小自動(dòng)控制，無需人工控制，使用方便。

3 結(jié)語

在皮帶輸送過程中，經(jīng)常會(huì)有煤塊因轉(zhuǎn)運(yùn)，在轉(zhuǎn)載點(diǎn)出現(xiàn)撒煤或者擋煤皮跑出，或者膠帶輸送機(jī)跑偏等現(xiàn)象都會(huì)導(dǎo)致底皮帶帶煤現(xiàn)象的出現(xiàn)。如不及時(shí)清理，這些散落的煤塊會(huì)順著底皮帶被帶入到尾機(jī)滾筒中導(dǎo)致事故。針對(duì)這一情況，應(yīng)用一種用于皮帶輸送機(jī)的防回煤保護(hù)裝置來有效解決皮帶輸送機(jī)帶煤問題。從應(yīng)用情況來看，該裝置的應(yīng)用能夠及時(shí)清理底層皮帶上的回煤，避免回煤卷入尾機(jī)皮帶內(nèi)造成設(shè)備損壞，同時(shí)消除作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的安全。在沒有回煤的時(shí)候裝置能夠自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，降低能耗。