（唐山開灤鐵拓重型機械制造有限責(zé)任公司，河北 唐山 063100）

伸縮式皮帶輸送機的自動移動尾部，適用于刮板進(jìn)料器與采煤表面運輸通道中伸縮式皮帶輸送機之間的連接。其能夠自動移動，具有進(jìn)行伸縮式皮帶輸送機尾部輸送機調(diào)整和刮板機頭高度調(diào)整等功能，可以確保皮帶輸送機平穩(wěn)運輸和重新傳輸，是實現(xiàn)高產(chǎn)量和高效率的首選設(shè)備之一。

1 帶式輸送機

隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，中國的工業(yè)化進(jìn)程正在加速，對各種礦產(chǎn)資源的需求也在增加。礦帶輸送機是煤礦生產(chǎn)中的重要設(shè)備，其主要功能是在礦井中輸送物料。由于地下環(huán)境復(fù)雜、惡劣，皮帶輸送機容易發(fā)生故障和損壞，因此必須對設(shè)計進(jìn)行改進(jìn)，以確保皮帶輸送機的長期、穩(wěn)定和安全的運行[1]。

當(dāng)前，采礦帶式輸送機的輸送帶主要由柔性材料制成，例如鋼絲繩芯和織物芯。鋼絲繩芯是具有良好的柔韌性、伸長率小和縱向拉伸強度高的細(xì)鋼絲?？椢飳拥男臼亲畛Ｓ玫木幙椥荆浯问菍訅嚎椢镄?，整個織物芯具有高柔韌性和強度的優(yōu)點。但伸長率過大容易失控。經(jīng)過長時間的操作后，由鋼絲繩芯制成的傳送帶會在一定程度上磨損，從而使鋼絲繩芯暴露在空氣中的水蒸氣和氧氣下，進(jìn)而影響輸送帶的使用安全。優(yōu)化和改進(jìn)礦帶輸送機的輸送帶設(shè)計，可以選擇整個核心皮帶，此時要比鋼絲繩芯具有更好的強度、韌性、耐磨性和抗疲勞性。

2 存在問題及原因分析

2.1 存在的問題

根據(jù)工作實際來分析，伸縮帶式輸送機運行過程中的主要有4 個問題。1）端架螺旋滾筒末端的排煙罩很容易損壞，易捕煤，拆卸不便，如果固定不好，會損壞滾筒。2）頭端框架壓板中的皮帶容易變形。 3）由于清潔器體積大而笨重，使用不便，皮帶容易劃傷。 4）浮動惰輪組的結(jié)構(gòu)不合理，皮帶容易劃傷，惰輪容易損壞。

2.2 產(chǎn)生的原因

產(chǎn)生上述問題的原因有4 個。1）螺旋滾筒的收煤機罩內(nèi)沒有足夠的空間，很容易阻塞煤流，損壞收煤機罩。需要增加足夠的空間，同時加強回煤板的強度。2）由于自動驅(qū)動裝置的末端框架與浮動輥組之間的皮帶未設(shè)計有壓力板，可能會導(dǎo)致皮帶脫離頭部框架的壓力板。3）清潔器的質(zhì)量和體積很重，皮帶很容易刮擦。需要重新設(shè)計清潔器并簡化安裝。4）現(xiàn)有的浮動惰輪框架為一體結(jié)構(gòu)。由于整體結(jié)構(gòu)是垂直狀態(tài)，下部惰輪框架中沒有空間。長時間使用后，下部托輥有煤殘留，影響托輥運行，甚至造成皮帶劃傷。另外，當(dāng)支撐輥架變形時，必須拆除并更換整個支撐輥架，從而增加了工人的勞動強度，影響了工作效率。

3 自移機尾設(shè)計方案列舉

3.1 總體方案

在國內(nèi)，移動自走式機器尾部的主要有3 種類型，即履帶、棘輪和雙液壓缸（是雙向液壓缸，還是雙桿液壓缸？它的優(yōu)點是什么？履帶、棘輪下面都有說明。履帶式的牽引導(dǎo)板可以靈活移動，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高。棘輪式的安全性低，使用壽命短。自動移動的尾部和槽橋裝載機支持雙液壓缸類型。無需外部輔助設(shè)備，整個結(jié)構(gòu)即可獨立運行，結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠。目前，中國大多數(shù)大功率、高效率的全機械化工作面都采用雙液壓缸式自動移動機構(gòu)。基于此，該文根據(jù)道路設(shè)備的布局要求和道路地板的狀況，煤層的地面壓力以及裝載機的運輸情況，確定前后機架的支撐、水平運動和向前運動。根據(jù)平臺的要求和皮帶的彎曲角度，確定自動螺旋槳尾部的總長度為13 650 mm。根據(jù)膠帶的寬度，確定自動螺旋槳尾部的總寬度為2 950 mm。鉸鏈框架和地面的高度確定為1 280 mm。

伸縮式皮帶輸送機自動機尾適用于皮帶寬度為1 600 mm的皮帶輸送機、槽型寬度為1 000 mm~1 300 mm 的槽式橋式輸送機、剪切深度≤1 000 mm 的采煤機，應(yīng)用三刀一推的操作的模式時，應(yīng)具有在皮帶輸送機上的膠帶的自動張緊功能，當(dāng)工作表面向前移動一級時，皮帶輸送機應(yīng)自動張緊膠帶。當(dāng)手推車向前移動到極限位置時，自走式機器的尾部必須使用刮板裝載機作為支撐向前移動。

3.2 前后機架的結(jié)構(gòu)設(shè)計

伸縮式皮帶輸送機自走式尾翼的前后機架是確保自走式尾翼各種功能（例如高度調(diào)節(jié)，踏步和橫向移動）的主要組件。煤礦沿隧道的支護設(shè)備的合理布置能夠確定伸縮式皮帶輸送機高度調(diào)節(jié)和側(cè)向運動功能的一些參數(shù)，同時是其主要部件可靠性前提保障。由于隧道地面高度不均勻，皮帶輸送機和裝載機很難正常運行，因此需要抬高自動移動機主機架的一個或幾個角以使其平整。根據(jù)上述情況，考慮到刮板給料器的最大高度以及自移動機器末端與隧道沿通道高度的最大變化，將液壓缸的行程調(diào)高為300 mm，推力確定為1 608 kN。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，校平液壓缸筒與前后框架之間設(shè)有導(dǎo)套，以提高其應(yīng)力和校平液壓缸的可靠性。受不均勻阻力的影響，自走式機器的機尾通常會在自走式機器的機尾向前運動期間移動，這會使膠帶變形并導(dǎo)致漏煤。因此，自推進(jìn)器的尾部需要具有側(cè)移調(diào)節(jié)功能，以提高側(cè)移的靈活性和可靠性[2-3]。自行式飛機的尾部以橇為履帶，通過高度調(diào)節(jié)和側(cè)向移動液壓缸的調(diào)整伸縮，實現(xiàn)了自行式汽車尾部的逐步側(cè)向移動，以達(dá)到偏差調(diào)節(jié)的目的。為了減小缸徑，根據(jù)狹縫裝置的布置，自推進(jìn)器尾部的最小寬度和橫向運動需求，在自推進(jìn)器尾部的滑軌和前后齒條之間安裝了2 個側(cè)移液壓缸。測得的側(cè)移液壓缸的強度和沖程分別為200 mm 和245 kN。

3.3 壓板和清掃器改進(jìn)

加大頭端框架和浮動滾子組之間的皮帶長度，浮動滾子組的皮帶能夠提前進(jìn)入壓板，以防止出現(xiàn)偏差。清潔器最初得到了改進(jìn)，質(zhì)量明顯提升，并且易于安裝和使用。經(jīng)過優(yōu)化和改進(jìn)的壓板和吸塵器，有效地解決了頭端框架壓板撓曲和吸塵器過度使用的問題。

浮動托輥組的風(fēng)扇由于惡劣的工作條件，加上高頻使用，風(fēng)扇會被扭曲和破壞，甚至?xí)苊禾苛鲃拥挠绊懚g，由于井下工作的限制，很難檢查或修復(fù)。為了解決該問題，設(shè)計了一個可拆卸的移動擔(dān)架平臺，既延長了設(shè)備壽命，又減少了工人的勞動強度。

3.4 主機架設(shè)計

主機架是自行式機器后機翼的主桿軸承部分，是手推車和裝載機頭的主要支撐。根據(jù)主機架的功能和受力特性，為了提高軸承強度和整體剛度，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，主機架采用一體式箱形梁焊接結(jié)構(gòu)，并規(guī)劃合理的箱形橫截面面積。具體措施如下。使用設(shè)計軟件根據(jù)整個支撐集來設(shè)置主機的結(jié)構(gòu)模型。由于負(fù)載通常是對稱的，因此主機確定為對稱的結(jié)構(gòu)模型?？紤]到結(jié)構(gòu)的整體應(yīng)力和焊接要求，將主梁的材料和連接凸耳預(yù)先選擇為WH70（高強板），其余的結(jié)構(gòu)部件則從優(yōu)質(zhì)的低合金結(jié)構(gòu)鋼Q345 中選擇。首先，確定每個橋段和煤的中心鼻梁和重力，然后確定駕駛室和主機的結(jié)構(gòu)尺寸以及在主機軌道上來回移動的能力。作為材料力學(xué)的一項特性，對行人車輛和大型機進(jìn)行了機械分析，以確定大型機主梁的危險部分的位置和滑動機架的位置。通過對手推車位置和力的分析，計算出手推輪對主梁力的位置和大小，考慮到裝載機傳動裝置產(chǎn)生的動載荷，模擬載荷為作用力的1.5 倍。應(yīng)用程序。該模型被網(wǎng)格化并進(jìn)行后處理，以基于載荷和約束模式仿真獲得框架的應(yīng)力和位移圖[4]。

3.5 自動變速箱設(shè)計

自動變速箱的末端使用工作面乳液泵站作為動力源（額定壓力為31.5 MPa），系統(tǒng)配有減壓閥。工作壓力一般應(yīng)為20 MPa。液壓缸推動機器平穩(wěn)、安全、準(zhǔn)確、快速的前進(jìn)、橫向水平運動。液壓致動系統(tǒng)由4 個水平缸中的2個二位雙向閥控制，2 個換檔缸，2 對側(cè)移缸和4 個水平液壓缸吸液回路均配置液壓控制止回閥。確保機架保持在正常狀態(tài)，以免機架在壓力下掉落。

3.6 新型智能化自移機尾

新型智能型自動尾部結(jié)構(gòu)設(shè)計是基于目前的通用皮帶式自移尾部，通過手動調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)尾部的偏斜和前進(jìn)問題，從而大大減少了工作準(zhǔn)備時間，減輕了操作人員的工作量。智能帶式輸送機的尾部主要由尾架，中架、小車、頭架、浮輥架、自動監(jiān)控系統(tǒng)等組成。

為了提高靈敏度，在自動尾部結(jié)構(gòu)各位安裝傳感器，具體安裝位置如下。

在螺口瓶附近和腰部入口兩側(cè)的頭部側(cè)面安裝了一個變速傳感器，該傳感器安裝在距頭部側(cè)面70 mm~80 mm處，用以探測其運行速度。

在自動裝置的前，后，左，右四個位置安裝偏差傳感器，采用“U”形結(jié)構(gòu)，當(dāng)皮帶穿過“U”形槽時，皮帶的4 個角可以穿過偏差傳感器獲取偏移量。氣缸傳感器傳感器探頭安裝在油缸的底部，用于測量氣缸平行部分的氣缸運動，并通過傳感器和由傳感器組成的電磁線圈的位置進(jìn)行檢測，活塞的內(nèi)部設(shè)計為中空，傳感器磁環(huán)安裝在活塞的底部，以便于探頭在活塞內(nèi)部的移動，使環(huán)形探頭到達(dá)垂直圓柱的行程[5-6]。

4 結(jié)語

伸縮式皮帶輸送機自移動尾部技術(shù)可與重型綜合采礦設(shè)備配合使用，機器尾部煤量達(dá)到4 500 t/h，大大提高了產(chǎn)量。該技術(shù)在較厚的煤層中進(jìn)行高速開采，簡化采礦工藝和操作方法，實現(xiàn)煤礦的高產(chǎn)量和高效率。