龙东煤矿甲带式给料机革新与应用

摘要：本文评论了往复式给煤机和带式给料机的优缺点，分析了给料机的工作原理和革新原因，对革新过程进行了分析，总结了给料机革新后现场应用效果。

关键词：甲带给料机 革新 应用

0 引言

目前，我国煤矿井下流煤系统及井下原煤系统所使用的给煤机主要为K型往复式给料机，其结构及工作原理是：在料仓下部设一导料槽，导料槽底板为活动式，用一动力装置带动底板循环往复运动，当底板向给料口方向运行时，物料随底板一起运动，完成给料过程；当底板向反方向运行时，物料在内压力及内外摩擦力的共同作用下，物料并不随底板一起运动；底板不断循环往复运动，仓内物料不断的被送往出料口。

K型往复式给料机的缺点是：给料机底板在回程中需承受物料很大的摩擦力，所以需要较大的驱动功率，能耗大；由于功率大，结构受力也大，设备重量大；由于给料过程是往复运动，设备振动大，噪音也大；由于结构受力大，运动件磨损快，维修量大；由于给料不连续，生产率较低。甲带给料机克服了目前给料系统中广泛使用的往复式给料机的缺点，改间断给料方式为连续给料方式，变恒定给料量为根据需要给料量动态连续可调，使给料系统更能满足高效、节能、环保的要求。

1 带式给料机工作原理及结构组成

1.1 工作原理

物料通过漏斗、闸门，落到具有耐磨防撕裂、抗冲击能力甲带上，巨大的仓压由漏斗进行缓解，下流物料自重及少量仓压，由闸板和下面密排的缓冲托辊承担。

电机驱动装置通过传动滚筒，使输送甲带均速运行，实现连续均匀的给料。若因含水量大，粘在带上的物料无法自动卸下，由改向滚筒下方的清扫器强行把物料卸净，以避免物料在返程中撒落在地上或设备后面。

驱动装置为电机驱动无级机械变速器经斜齿轮减速机带动传动滚筒进行工作。改变给料量，可通过调节转臂行星摩擦式无级变速机的调速手轮来改变输出轴转速，改变甲带运行速度的大小（高低），从而改变给料量。驱动装置、传动滚筒、改向滚筒、缓冲托辊、清扫器均固定在底架上。底架通过螺栓联接安装在箱体的侧板上。大修时，可关闭闸门，封住料仓中的物料，即可对下面进行方便的维修。

1.2 结构组成

连接段安装于料仓口部，在其下安装导料槽，在导料槽下安装甲带给料装置；甲带给料装置由驱动滚筒、缓冲托辊及支架、改向滚筒、甲带、胶带等机构所组成；驱动装置由无级变速减速机经链传动带动驱动滚筒；驱动装置和甲带给料装置均安装在托架上，并可调整位置；在导料槽上，安装有闸门机构，在维护检修时实现进料口的开闭。

1.2.1 机械部分

由直段、箱体、手动无极调速减速器、驱动滚筒、张紧滚筒、链带、缓冲托辊、托辊支架等组成。

1.2.2 电控部分

由YB132S-4隔爆型三相异步电机（5.5kW）和QJZ-80/660真空电磁启动器组成。

1.2.3 液压部分

液压部分主要指给料机液压闸门；其组成为DYTF3000-1300电液推杆，推力：3000kgf；液压泵，Φ10高压软管；液压站YB2-100L2-4隔爆型三相异步电机（3kW）双龙集团上海防爆电机有限公司。现场通过采用QJZ-60/660隔爆兼本质安全型手提可逆真空电磁启动器来控制电机正反转，实现油缸驱动闸门打开和关闭。

2 革新改造的原因

龙东矿井下煤流系统和地面原煤系统都使用K型往复式给煤机，由于K给煤机存在给煤调节量小，运行中冲击载荷大，噪音高，效率低，曲轴连接轴销易切断等问题。

2012年10月和12月份，将主井装载硐室2台K4型往复式给煤机更换成GLD2000/5.5/S型带式给料机。经过2个月运行，在2013年1月份发生一次故障。故障原因：由于采用后滚筒驱动，当链条在过松状态下绕过后滚筒上部时，甲带前部因压煤造成链条弓起后造成掉链。抢修后不能正常运行，影响了矿井生产。对给料机运行情况及结构进行研究分析，该产品设计存在缺陷：

2.1 给料机甲带和附带共同绕过主动滚筒和从动滚筒，甲带与内侧附带伸长率不一致，外层甲带伸长率大于内侧附带（钢丝胶带），造成外层甲带受附带影响无法涨紧到位，传动链条过松容易掉链。

2.2 驱动方式不合理。由于采用后滚筒驱动，当链条在过松状态下绕过后滚筒上部时，甲带前部因压煤造成链条弓起后造成掉链。

3 革新改造方案的确定

3.1 给料机驱动方式由原设计后驱动方式改为前驱动方式，消除链条松动掉链现象。

3.2 给料机驱动输送装置由原设计长度由2800mm缩短为1800mm。

3.3 取消内层附带，甲带涨紧不受局限，缓冲托辊采用包胶托辊，驱动滚筒和后改向滚筒都采用包胶滚筒，解决取消内层胶带造成甲带磨损的问题。

3.4 给料闸门由斜面闸门改为平闸门，控制方式由手动控制改为液压控制。

3.5 甲带穿条由尼龙穿条改为两头带丝扣的圆钢穿条。

4 GLD型给料机革新过程

2013年2月份，龙东煤矿对现场的给料机进行了如下革新优化：

4.1 去除给料机内层附带，使甲带可以自由涨紧调节，解决传动链条涨紧不到位引起的掉链、卡链等问题。

4.2 把后轮驱动改为前轮驱动，解决了当链条在过松状态下绕过后滚筒上部时，因甲带前部压煤造成链条弓起后掉链的问题。

4.3 制定改造方案，委托厂家再次改造

根据装载硐室空间小、安装运输方便的原则，并结合现场给料机改造的成功经验，提出更符合使用现场的改造方案，通过缩短给料机长度，减轻给料机自重，实现现场备用，方便更换。

4.3.1 给料机驱动输送装置原设计长度由2800mm缩短为现在的1800mm。底座长度由3250mm缩短为现在的2130mm 。由于部件尺寸缩小，方便现场起吊和就位安装，节省安装时间，降低施工人员劳动强度。另一方面降低给料机的制造成本。

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改造前后对比图

4.3.2 给料闸门由斜面闸门设计改为平闸门，通过启动油泵使油缸伸缩带动闸门的开闭。

4.4 甲带穿条由尼龙穿条改为两头带丝扣的圆钢穿条。

5 应用效果及效益

5.1 电机功率减低70%，节能效益显著

原K4型往复式给煤机配电动机功率18.5kW，给煤量130-530t/h，靠闸门调节给煤量，往复运行给煤时一半时间的运行在做无用功，给煤效率只有50% ，浪费能源。

GLD2000/5.5/S给料机电动功率仅5.5kW，最大给料量达2000T/h，无极调速调节给煤量，运行时实现连续给煤，给煤校率达100%。根据有关规定，节能计算参数：每天运行取18小时，年运行天数330天。仅从降低电机功率一个方面计算，更换一台给料机预计每年节约7.722万度电，合计5.03万元。

徐州大屯工贸实业公司借鉴龙东煤矿给料机优化应用成果，已成功制造该型号给料机并在大屯公司推广。大屯公司四矿和选煤中心陆续淘汰30台往复式给煤机，每台给料机电动功率由18.5kW降低为5.5kW，实现节电7.722万kW.t。30台给料机每年节约电量30×7.722=233.16万kW.t，合计233.16×0.61=142.2万元。

5.2 结构简单，维护量小，运行稳定

通过对给料机二次改造后，取消内层附带及其调偏装置；结构更加简单。由于主动滚筒、从动滚筒、承重托辊表面采用耐磨包胶，减少了与甲带的摩损，延长了各部件使用寿命；甲带采用45#钢，具有耐磨、耐冲击特点，给煤运行平稳可靠。

由于给料机驱动输送装置长度缩短，给料机运行电流降低1.5A，表明运行负荷明显减小，相应故障率降低，相应延长了设备的使用寿命。

5.3 设备结构紧凑，占用空间小

K4给煤机驱动装置由于电机、减速箱、曲轴连杆采用平行布置，造成给煤机占用空间大；而GLD型给料机驱动装置采用法兰式连接，设计结构紧凑，占用空间小。

5.4 降低制造成本，社会效益显著

改造方案使给料机加工制造成本大幅度下降达25%-33%，生产厂家制造的带式给料机由于生产成本降低产品价格有更大的下调空间，生产厂家利润空间增大，最终用户也可得到价格较低的产品，产生巨大的社会效益。

5.5 整体长度缩短，减轻部件重量，提高安装效率

由于给料机驱动输送装置长度缩短，方便了井下各环节的运输，降低了安装难度，方便现场起吊和就位安装，节省了安装时间，降低了施工人员劳动强度，确保了安全施工。

5.6 给料量连续，给料调速调节方便

GLD型给料机采用无级调速或变频调速，给料量调节范围广200-2000t/h，根据具体工况实现连续方便调节（手动或变频调速）。

5.7 基本消除运行噪音，提高职业健康管理水平

带式给料机与原给煤机相比，工作现场噪音非常低，给现场岗位人员创造了良好的工作环境，从而提高了工作场所职业健康管理水平。

参考文献：

[1]中国矿业学院.矿山运输机械[M].北京：煤炭工业出版社，1980.

[2]马新民主编.矿山机械[M].徐州：中国矿业大学出版社，2005.

[3]吴豪永，张宏军，于德杰，刘井旭，张玉欣.JDG型甲带给料机的应用[J].煤矿现代化，2006（05）.

作者简介：

朱光辉（1971-），江苏宿迁人，毕业于山东科技大学机电一体化专业，现工作于中煤集团大屯公司龙东煤矿，从事煤矿机电技术管理工作。