旋转型移动式带式输送机的设计与开发

2021-10-11宋战来

机械工程与自动化 2021年5期

宋战来

(晋能控股装备制造集团金鼎山西煤机有限责任公司，山西晋城 048006)

0 引言

根据某矿井“十四五”规划的要求和目标，现有大巷带式输送机的运输能力已经不能满足生产需求，需要对运输设备进行升级改造，以提升运输能力。受巷道整体宽度不足的制约，需要对巷道行人侧进行扩帮，产生的矸石通过原有大巷带式输送机运输。但是，胶带机巷行人侧布置有轨道，整体空间狭小，机械设备(如矿用铲车)辅助作业困难，巷道掘进出来的矸石只能依靠人工用铁锹运到大巷带式输送机上，原始的手工搬运作业已经不能满足当前综掘设备的现代化进度，掘进出来的矸石不能及时运出井外，严重制约着工程进度，影响工程完工时间。针对上述问题，本文通过对胶带机巷工况条件进行分析，结合矿方使用需求，设计了一种结构简单、操控方便、能够旋转的移动式带式输送机，以解决胶带机巷扩建产生的矸石运输困难的难题。

1 方案设计

本文旨在解决巷道扩帮时掘进出来的矸石运输问题，结合前期对矿方施工现场调研情况，通过对旋转机构进行研究分析，设计了一部短距离、旋转型、移动式带式输送机。旋转型移动式带式输送机利用井下巷道中现有轨道平稳行驶，工人只需将掘进出来的矸石装到该带式输送机上，通过调整其与大巷皮带机的搭接角度可直接运到大巷带式输送机上，解决了矸石距离带式输送机远，人工作业时需要跨越轨道的难题，同时，节省了空间，满足了巷道掘进进度需求。

2 胶带机巷道布置

该胶带机巷宽4 000 mm，带式输送机布置在巷道非行人侧，其中心距巷道中心1 000 mm；行人侧布置有轨道，其中心距巷道中心950 mm。经计算分析，胶带机巷总宽度至少达到4 500 mm时才能满足改造后的旋转型移动式带式输送机的安装要求，行人侧巷道扩帮掘进出来的矸石距原大巷带式输送机2 500 mm。胶带机巷道布置如图1所示。

图1 胶带机巷道布置

3 旋转型移动式带式输送机结构设计

旋转型移动式带式输送机主要由承载架体、旋转小车、挡料装置、上托辊组、下托辊组、清扫装置、驱动装置等组成，如图2所示。主要技术参数如下：带宽为650 mm、带速为1.6 m/s、整机长度为4 180 mm、轮距为600 mm，适用于巷道倾角18°。

3.1 承载架的设计

承载架采用整体框架式设计，由50×50的方钢焊接而成，结构轻、强度大，如图3所示。在满足搭接长度的情况下，经计算分析，架体长度设计为4 180 mm，宽度为980 mm，既减轻了整机重量，又便于承载架绕着回转支撑在巷道行人侧旋转。

图3 承载架

3.2 旋转小车的设计

旋转小车主要由车体、车轮组件、回转支撑、止爬装置等组成，如图4所示。

车体的倾斜角度主要由承载架尾部的高低决定，为了便于使用铁锹装运物料，降低劳动强度，通过现场模拟，承载架尾部距离地面的高度在600 mm～700 mm为宜。在保证承载架与巷道底板平行的前提下，通过把小车座体后车轮抬高200 mm，使座体与水平面平行，保证承载架始终处于水平状态，承载架与巷道形成夹角时，胶带也不会发生倾斜，保证物料在胶带中间不洒落。了防止带式输送机向后侧翻和倒滑，在座体前面设计了止爬装置，当小车静止时，止爬装置可以很好地卡在轨道上防止小车倒滑。

小车与承载架通过回转支撑连接，回转支承能够同时承受较大的轴向负荷、径向负荷、倾覆力矩等综合载荷，从而保证了承载架能够旋转，通过自身的旋转调节其与大巷带式输送机之间的搭接角度，确保两者运行方向一致，满足不同位置的传输，特别适用于巷道狭窄工作面。

1-挡料装置；2-承载架；3-上托辊组；4-旋转小车；5-下托辊组；6-清扫装置；7-驱动装置

3.3 托辊组

托辊直径全部为89 mm，上托辊组安装在承载架上横梁中，共4组，用于支撑胶带及物料，靠近头部和尾部采用三辊式槽形挂钩托辊组，使胶带槽角趋于平缓，便于装卸物料，中间2组采用四辊式槽形挂钩托辊，通过增大胶带的倾斜角度，可减少物料向后滑落，保证物料运输的平稳性；下托辊组采用平托辊，安装在承载架下横梁中，共3组，用于支撑回程段胶带。