煤矿井下带式输送机卸料机构的研究与优化

2021-04-08王路

机械管理开发 2021年2期

王路

（同煤集团煤峪口矿技术科，山西大同 037001）

引言

带式输送在卸煤时为了满足卸料稳定性和连续性的需求，通常需要将带式输送机的卸料装置进行一定的抬高，因此在卸煤的位置对地形要求较高，需要进行大量的基建改造才能满足卸料稳定性的需求。随着带式输送机向着大运量、高带速、长距离方向发展，现有的带式输送机卸料机构在使用中存在稳定性差、结构强度弱、卸料效率低的缺陷，已经无法满足卸料稳定性需求[1]，因此本文对输送机结构进行强度优化分析，提出了一种新的带式输送机卸料机构，其采用了全新的内装式的轴承座及悬臂式三角机架结构，具有稳定性高、适应性强的优点，能够灵活适应井下复杂的地质环境；卸料机构总体结构简单、加工制造成本低，采用了模块化的设计思想，便于进行维护和更换，显著提升了带式输送机的卸料效率和卸料稳定性。

1 输送机卸料结构缺陷分析

目前带式输送机系统常用的卸料装置为在直角三角架上设置一个卸载滚筒，同时为了满足卸料稳定性的需求，在直角三角架上还设置有清扫机构和托带滚筒机构，具有结构简单、稳定性好的优点，但在实际使用过程中对地质情况要求高，输送带在满负荷进行卸料时结构强度不足，外置式轴承座易受力变形，导致卸料机构卡死，给煤矿输送机的卸料稳定性和效率带来了严重的影响，传统卸料装置整体结构如图1 所示[2]。

2 卸料机构的优化研究

图1 带式输送机卸料机构示意图

针对现有卸料机构在使用过程中暴露出的缺陷，结合带式输送机卸料时的实际工艺流程和要求，对现有的卸料机构进行了结构优化研究，采用了内装式的轴承座及悬臂式三角架结构，从而避免了在使用过程中受落料冲击导致的轴承座变形和卸料滚筒支撑架的损坏，将整个卸料机构的卸料滚筒高度提高1.2 m，从而很好地满足了在井下复杂环境下卸料装置的适应性，能够降低对基础地基的依赖性，极大提升了输送机卸料机构部署的灵活性和速度，满足快速调整卸料的需求，优化后的带式输送机卸料机构整体结构如图2 所示。

图2 优化后的带式输送机卸料机构示意图（单位：mm）

由图可知，该卸料机构的底座采用了通用式的直角三角架结构，结构主体采用了厚度为15 mm 的高强度碳素钢焊接而成。为了满足在确保支护强度下的轻便型需求，机架采用了“工”字钢，焊接结构采用了氩弧焊接，焊接完成后进行随动处理，消除机架焊接过程中的内应力，从而满足在高强度工作下的工作稳定性需求。

由于带式输送机卸料滚筒在卸料过程中需要深入到煤仓一定的距离，从而保证卸料时煤料分布的均匀性，而传统带式输送机卸料机构的卸料滚筒直接设置在直角三角架上，有效深处距离较短，因此导致在卸料时，需要在煤仓一段设置物料分拨装置，实现对煤炭分布的调整。该新的带式输送机卸料机构在机身上设置了一个悬臂式三角架结构[3]，作为连接卸料滚筒和机身的结构，能够根据煤仓的不同尺寸灵活调整煤料分布，提升了卸料效率。该悬臂式结构采用了稳定三角形结构，由于悬臂较长因此在下侧设置了支撑架，该支撑架能够根据实际支护情况进行调整，可满足不同支护需求下的加强作用，从而有效保障悬臂式机构的受力稳定性，提升卸料机构的工作可靠性和结构强度。

为了避免在长期恶劣环境下工作外置式轴承座易受力变形、粉尘渗入影响运行灵活性的情况，新的卸料机构采用了内置式的轴承座结构，外部采用连接板密封，有效防止煤粉的进入，确保了轴承长期工作时的灵活性和使用寿命；同时在内置式的轴承座上，其承力的结构轴为非悬臂轴，能够有效降低在工作时的弯曲应力，避免长期工作时的应力变形，确保了卸料滚筒工作时的灵活性，提升了设备的使用寿命。

为了确保该卸料机构在维修时的便捷性，其采用了模块化[4]的设计思想，整个结构由机身、卸料滚筒、悬臂支撑结构组成，且各连接机构间采用了螺栓连接，能够便于维修和更换，提升了维护便捷性。

3 卸料机构的应用情况

该新型的带式输送机卸料机构目前已在多个煤矿投入应用，根据对其应用现状的跟踪记录，该卸料机构的结构强度能够满足在煤矿井下工作时的结构强度和稳定性需求，同时由于采用了悬臂式的卸料滚筒结构，使其既能够满足输送带的物料输送，又能够满足煤仓物料的直接传输需求，灵活性高。同时采用了小尺寸的底座结构，对井下输送区域的地质条件要求较低，满足复杂地形条件下的支护需求。该新型卸料机构总体结构简单、加工制造成本低，采用了模块化的设计思想，便于进行维护和更换，显著提升了带式输送机的卸料效率和卸料稳定性。