刮板输送机紧链器的设计与应用

2018-11-01席沁波

山东煤炭科技 2018年10期

席沁波

（晋城煤业集团凤凰山矿，山西晋城 048007）

40T刮板输送机是一种能够在短距离巷道使用的运煤设备，在晋煤集团凤凰山矿井下各类掘进巷道开口运煤、跨轨道卧底运煤、横川短距离运煤均使用SGW-40T刮板机。一种是随巷道掘进随时延长的，一种是固定长期运行的。输送机正常运行需大链张紧程度合适，大链过松在运行中会产生刮板脱槽、机头处大链脱链轮的情况发生。巷道掘进作业过程中，输送机随巷道延伸需频繁进行延长施工，其中延长工序中的解链和接链工作需要使用紧链器；固定刮板机在运行一段时间后因大链磨损导致链松后也需要紧链，所以使用刮板输送机需配备安全、高效、经济的紧链装置。

1 设计背景

凤凰山矿曾经使用过以下2种紧链方式，因存在使用不安全和成本较高的问题，最终放弃使用。

（1）设备自带闸带式紧链器，紧链器主要由偏心轮、外壳、闸带和制动轮组成。紧链操作时，使用设备配备的2条紧链钩，紧链钩的一端插在机头左右侧板的圆孔内，另一端插在链环的立环中，点动电动机倒转，将松弛的链条传到机头，在停车瞬间操作人员使用操作杆立即抱紧制动轮，制动后换合适长度的短链环并接链，接链完成后，操作人员缓慢松开操作杆，使闸带和制动轮脱离，取下紧链钩；开动设备在机头查看链条下垂程度，确定大链是否紧到位。

此种紧链方式在实践过程中能够达到理想的紧链效果，但需要操作人员有丰富的输送机紧链操作经验，作业时准确把握抱紧制动轮的时机，否则抱闸过早紧链效果达不到要求，或抱闸不及时紧链力量过大导致断链事故发生。时常发生操作不当导致紧链时电机超负荷运行的情况，紧链作业前需短接电机控制开关保护模块，否则因过流引起保护动作不能完成紧链过程，且因长时过流操作缩短电机使用寿命。凤凰山矿相关职能部门在权衡考虑后，发文要求全矿所有使用40T刮板输送机的单位禁止使用设备本身的闸带式紧链器。

（2）凤凰山矿针对设备本身紧链装置不安全的问题，采购了一批专用紧链装置，装置采用多级齿轮传动结构。齿轮封闭在一个盒子中，装置固定在盒子上一个卡链齿，其中有一根带有齿条可以来回移动，2个卡链齿嵌入输送机单边链立环中，双手摇盒子上部的手把，进行紧链或解链操作。这种装置使用方法简单、操作安全且紧链效果良好。但各队在长时间使用后齿轮箱中的齿轮齿损坏，矿方因经营效益的原因收紧了各方面预算，未再采购这种紧链设备或相关配件，导致使用刮板机各单位无法将损坏的齿轮式紧链装置修复。

2 设计方案

根据现实情况，需设计一种安全、经济的紧链器，设计紧链器需解决以下问题：动力源足够大，紧链行程够长，投资小。经长时间考虑后，做出了如下设计方案。

使用井下常用的手拉葫芦作为紧链的动力设施，但手拉葫芦本身带的挂钩不能挂于刮板链上，需要借助其他辅助设施，设计了一种方便简易的卡链装置（如图1所示）。加工时使用Q345B型号的钢板，将钢板割成半圆形，圆形顶部割一个圆孔，用来挂手拉葫芦，半圆形底部设计成钩状可卡住大链两端，底部是一个卡槽，固定端与整体装置焊接为一个整体，活动端可根据大链宽度进行调整，宽度调整合适后，使用螺丝将活动端固定。紧链时将2个紧链装置卡在大链上，紧固牢固后挂手拉葫芦、紧链，达到张紧度要求后，更换一截短链，更换结束后，松手拉葫芦，运行刮板机，查看紧链效果，如果未达到运行要求，继续重复以上步骤，直至达到正常运行要求。经过使用实践，使用5T的手拉葫芦方式能满足使用刮板输送机正常掘进过程中刮板机运行的要求。

图1 手拉葫芦紧链示意

3 紧链能力验证

3.1 设备自带闸带式紧链器紧链能力

SGW-40T刮板输送机部分技术参数：输送能力150 t/h，装机功率40 kW，刮板链速0.86 m/s。

根据定律，忽略传动损耗，牵引力F1：

式中：

F1-刮板机牵引力，kN；

P-电机功率，kW；

v-刮板链速，m/s。

3.2 HSZ-5手拉葫芦技术参数

HSZ-5手拉葫芦技术参数：起重量5 t，起重高度3 m，试验载荷6.25 t，手拉葫芦作用在大链上的拉力F2=(5×1000×10)kN=50 kN

可以得出：F2＞F1。

经以上的计算验证可以看出，使用手拉葫芦的紧链方式能够达到闸带式紧链装置的紧链效果且紧链行程可达3 m，满足使用需求。

3.3 手拉葫芦卡链装置材料强度核算

整个装置受力最集中区域是两边挂钩处，挂钩处加工要求最窄处不得低于20mm，材料厚度为200mm，受剪应力面积最小为Q=400mm2，按手拉葫芦试验载荷6.25 t，装置每边挂钩处最大受力为F=（62.5/2）kN=31.25kN，受剪应力τ=F/Q=78.1MPa；选取材料的安全系数为2，可得出材料许用剪应力 [τ]=140MPa。可以得出τ＜[τ]，材料强度校核合格，能够满足使用要求。