王存國

山西汾西礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司賀西煤礦 山西 柳林 033300

為了解決礦上由于產(chǎn)量大而造成的運(yùn)輸問題，研究和開發(fā)大功率帶式輸送機(jī)是十分有必要的，其可以有效的實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸距離長，運(yùn)輸量較大等問題。強(qiáng)力帶式輸送機(jī)的核心要素為監(jiān)測與動(dòng)態(tài)分析，帶式輸送機(jī)在啟動(dòng)時(shí)的動(dòng)載荷變化、彈性波的傳動(dòng)速度等均對強(qiáng)力帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)有著至關(guān)重要的作用。此前國內(nèi)許多學(xué)者對此進(jìn)行過研究與分析。李永蘇[1]在分析了復(fù)雜條件下強(qiáng)力帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)方式的基礎(chǔ)上，對國內(nèi)現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行研究，選擇閥控調(diào)速型液力偶合器來實(shí)現(xiàn)大功率及長距離運(yùn)輸?shù)囊螅Ⅱ?yàn)證了設(shè)計(jì)的可行性與優(yōu)越性。盧杉[2]在國內(nèi)外帶式輸送機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行研制，新設(shè)計(jì)的大功率強(qiáng)力帶式輸送機(jī)具有超大功率同時(shí)具有高速及高強(qiáng)度等特點(diǎn)，為礦山實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離運(yùn)輸提供參考。本文在分析國內(nèi)外帶式皮帶機(jī)的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)選型，為提升國內(nèi)大功率強(qiáng)力帶式輸送機(jī)的可靠性作出一定的貢獻(xiàn)。

1 大功率帶式輸送機(jī)部件配置

為了防止皮帶機(jī)由于速度造成損害，帶式輸送機(jī)的啟動(dòng)速度一般設(shè)定為每公里45S，在考慮帶式輸送機(jī)的停車等情況后，需要將帶式輸送機(jī)的停車時(shí)間加大10S左右。由于本文設(shè)計(jì)的帶式輸送機(jī)的功率較大（4×630kw），所以在進(jìn)行停車時(shí)，需要采取多點(diǎn)的停車驅(qū)動(dòng)，但由于停車驅(qū)動(dòng)會(huì)對功率造成一定的不平衡性，所以本文對此提出如下的裝配方案如表1所示。

表1 驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)表

1.1 驅(qū)動(dòng)部件

驅(qū)動(dòng)部件采用雙滾筒四驅(qū)動(dòng)的方式，功率的配比為2：2，功率的配置選用630kw，選用進(jìn)口調(diào)速液力耦合裝置+進(jìn)口硬齒減速器+三相隔爆型一步電動(dòng)機(jī)。國產(chǎn)調(diào)速耦合器不僅具有對加速度進(jìn)行監(jiān)測及反饋的作用，同時(shí)其具有對速度的控制作用，本文將其垂直于煤流的方向，所以傳動(dòng)滾筒為雙出軸。皮帶機(jī)的四驅(qū)布置執(zhí)行機(jī)頭前一級滾筒兩端分別布置驅(qū)動(dòng)部，后一級同樣為兩側(cè)布置驅(qū)動(dòng)部。這樣布置不僅價(jià)格較低且具有較高的可靠性及維修靈活性。

1.2 滾筒部件

滾筒部件是帶式輸送機(jī)重要的傳力部件，本此設(shè)計(jì)選用重型滾筒，整體選用鑄焊結(jié)構(gòu)，同時(shí)選用人字形隔熱耐磨膠面，兩側(cè)的傳動(dòng)滾筒通過聯(lián)軸器進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。傳動(dòng)滾筒采用目前最為常見的高強(qiáng)度鑄件。滾筒軸選用40Cr鋼，滾筒鑄成后按照GB10595—89進(jìn)行檢查，合格后用于裝配。人字形隔熱耐磨膠面厚度不得低于10mm，且硬度應(yīng)當(dāng)滿足60-5A～60+5A。卸載滾筒和傳動(dòng)滾筒的軸承型號分別為3548與3544，改向滾筒選用3536。傳動(dòng)滾筒結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 傳動(dòng)滾筒結(jié)構(gòu)示意圖

1.3 主機(jī)架設(shè)計(jì)

根據(jù)礦井的實(shí)際情況對卸載滾筒的支架、拉緊改向滾筒的支架、傳動(dòng)滾筒的支架等進(jìn)行設(shè)計(jì)，選定三角架式結(jié)構(gòu)，連接處采用219×10鋼管及159×10鋼管+法蘭進(jìn)行連接。連接后的主機(jī)架剛性較好，拆裝方便、結(jié)構(gòu)也較為簡單。

1.4 機(jī)身設(shè)計(jì)

機(jī)身的設(shè)計(jì)選用DTII型落地式支腿承載，機(jī)身的上下托輥分別安裝在縱梁位置，H支架的選用75×6角鋼，托輥的中間梁選用70×4鋼管，且通過螺栓進(jìn)行連接，中間架的材質(zhì)選用12#槽鋼。為了保證機(jī)身具有較高的耐腐性，本文的機(jī)身進(jìn)行涂漆防腐，保證其使用壽命達(dá)到最大化。

1.5 托輥設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)礦山的經(jīng)濟(jì)效益，盡可能提升膠帶機(jī)的使用年限，所以本此設(shè)計(jì)研制出一種防止跑偏時(shí)發(fā)生切割的托輥組，且在各托輥架設(shè)定有調(diào)節(jié)槽，用于調(diào)整托輥的位置一次達(dá)到防止輸送機(jī)跑偏故障。托輥的材質(zhì)選用沖壓型托輥專用型軸承，此類材質(zhì)不僅質(zhì)量較低、旋轉(zhuǎn)阻力較低、壽命長等特點(diǎn)，而且其密封性較好。在設(shè)計(jì)承載托輥時(shí)，利用35°槽角偏置式托輥，次托輥具有較好的防跑偏作用。緩沖托輥選定為橡膠圈式，一共需要18組，每組間的間距為0.6m，且在頭部及尾部設(shè)置過渡托輥。托輥的輥皮選用高頻焊管，托輥的軸選用高精度冷拔軸，直徑為30mm。托輥的軸承為型號KA306的深溝向心軸承，軸承座為多次冷沖壓軸承座，其使用壽命不得低于30000h。

1.6 清掃器

本文設(shè)計(jì)的皮帶機(jī)擁有6個(gè)清掃器，在卸載滾筒的位置安裝H型和P型的清掃器，此外在傳動(dòng)滾筒前應(yīng)當(dāng)設(shè)置空段清掃器；兩傳動(dòng)滾筒的位置安裝橡膠清掃器；張緊改向滾筒的位置處安裝空段清掃器。清掃器可以有效的減少皮帶機(jī)上沾粘的物料，降低皮帶機(jī)的摩擦損耗，提升其使用年限。

1.7 膠帶

膠帶是帶式輸送機(jī)的核心部件，膠帶的價(jià)格一般占據(jù)了整臺輸送機(jī)的30%～40%左右，所以選定合適的膠帶不僅可以有效的降低輸送機(jī)的承載力同時(shí)可以保障輸送機(jī)的使用壽命，降低其發(fā)生輸送過程中的損傷事故。常見的普通型膠帶具有橡膠覆蓋層，其可承受的溫度環(huán)境一般為-20～40℃。本機(jī)采用ST3150—1400鋼絲繩加強(qiáng)防撕裂型強(qiáng)力膠帶，與普通膠帶比可以具有強(qiáng)度高、伸長量小、成槽性好、抗疲勞性強(qiáng)、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。

1.8 張緊裝置

煤礦帶式輸送機(jī)常見的張緊張緊裝置多為機(jī)械式裝置，但機(jī)械式張緊裝置的張緊力是一個(gè)固定值，所以其大小均是根據(jù)實(shí)際的操作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行確定，當(dāng)設(shè)定的張緊力過大時(shí)，容易發(fā)生膠帶的磨損及斷裂事故，但張緊力過小時(shí)同樣會(huì)發(fā)生膠帶打滑等事故，所以機(jī)械張緊裝置并不能符合本次設(shè)計(jì)，本文選定DYL型液壓拉緊站。DYL型液壓拉緊站由蓄能站、拉緊油箱、電氣控制箱、液壓站及附件組成 ，其相互間的連接如圖2所示。

圖2 膠帶液壓拉緊站示意圖

圖中：1代表粗過濾器；2為液壓油泵；3及13為溢流閥；4為精過濾器；5為手動(dòng)換向閥；6為液壓單向閥；7為壓力表；8為液壓油缸；9為動(dòng)滑輪；10為張緊小車；11為蓄能站；12為電磁換向閥；14為液壓油箱；YJ1、YJ2、YJ3為壓力繼電器。系統(tǒng)的工作流程，帶式輸送機(jī)工作時(shí)，此時(shí)的張緊裝置處于張緊狀態(tài)，啟動(dòng)輸送機(jī)的主電機(jī)，通過電器控制使得油泵電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)沒帶動(dòng)油泵2，油進(jìn)過單向閥6流進(jìn)油缸8的活塞桿，然后通過動(dòng)滑輪9及張緊小車10。油泵工作時(shí)系統(tǒng)的壓力處于上升階段，當(dāng)壓力上升至YJ3的整定值時(shí)，帶式輸送機(jī)啟動(dòng)。當(dāng)系統(tǒng)的壓力達(dá)到Y(jié)J2的整定值后，油泵繼續(xù)運(yùn)行，當(dāng)及值達(dá)到Y(jié)J1的整定值時(shí)，此時(shí)電機(jī)停止運(yùn)行。

2 結(jié)束語

本文在原有帶式輸送機(jī)的基礎(chǔ)上，通過采用國產(chǎn)電機(jī)+調(diào)速液力耦合器+進(jìn)口減速器的配置方式，完成了驅(qū)動(dòng)部件、滾筒部件、機(jī)架、托輥、膠帶等裝置的設(shè)計(jì)，有效的提升了帶式輸送機(jī)的功率，成功解決了大功率帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)選型問題。為提升礦上的效率及經(jīng)濟(jì)做出一定的貢獻(xiàn)。