煤矿井下大型可伸缩顺槽带式输送机设计论文_陈建生

陈建生

阳泉煤业集团华越机械有限公司 山西阳泉 045008

摘要:阳煤集团某矿井下顺槽可伸缩带式输送机具有运量大、运输距离长、带速高、机尾可伸缩等特点。本文对顺槽可伸缩带式输送机的设计方案进行了说明,并对其技术要点等做了详细介绍。

关键词:可伸缩带式输送机;设计

可伸缩带式输送机是煤矿重要的运输设备,主要用于回采工作面煤炭运输。目前我国大中型矿井普遍采用走向长壁式的采煤方法,带式输送机开始按最长布置,输送机的长度一般为1000—3000米。随着回采的进行胶带逐步缩短,输送机实时地将缩短的胶带临时储存在储带仓中,同时通过张紧装置将胶带张紧。当储带仓内储存的皮带储满时(100 米左右),须将储带仓中的胶带取出并卷起运走。

阳煤集团某矿井下顺槽可伸缩带式输送机,承担着该工作面原煤运输的关键任务,具有运输量大、运输距离长、带速高、机尾可伸缩等特点。其原始设计参数为:原煤粒度:0—300mm;输送距离:L=1600m;运量:Q=1500t/h;提升角度0-4°。

1. 设计方案

由于顺槽可伸缩带式输送机的特点是一次铺设全长,随着工作面的推移,机尾不断后退,机身缩短,因此设计时必须能快速回撤。带宽越大,胶带成槽后的断面积越大,带速越高,单位时间内的物料越多,因此提高带宽和带速,可以提高输送机的输送能力。根据矿井运输条件,最终确定该带式输送机的带宽B=1400mm,V=4.0m/s。驱动装置集中安装在机头部。

经过计算(计算过程略),结果如下:

B=1400mm,V=4.0m/s,Q=1500t/h,L=1600m,电机功率按2:1布置;

轴功率:P=869kW,P0=1.4 X P=1217kW,选用双传动滚筒、三台450kW电机驱动;

胶带:PVC1800/1;纵向拉断强度:1900N/mm;胶带安全系数:m=11.8。

此方案优点是:机头集中驱动,操作维护方便,便于实现集中控制;生产环节简单,生产过程中工作面推进不受影响;胶带强度较高,安全系数满足10-12的要求;便于在张紧装置后部布置液压卷带装置。

布置方式见图1。

图1 皮带机胶带缠绕示意图

2. 选型计算结果

表1 顺槽可伸缩带式输送机技术特征表

参数参数值驱动单元配置参数值或型号规格数量

带宽(mm)1400电机功率(kw)3*450,1140V3台

输送量(t/h)1500减速器TSH140FC-25C3台

带速(m/s)4.0高速端联轴器1120TBW-5003台

机长(m)1600低速端联轴器1180H3台

提升角度(°)0-4电力液压推杆制动器BYWZ5-500/2013台

胶带规格PVC1800/1液压自动张紧装置ZYJ500/24D1台

纵向拉断强度(N/mm)1900液压自动卷带装置JY1400/221台

3. 主要特点

3、1卸载架采用三角架结构

卸载架采用左右分体式结构,每片均采用H型钢焊接成三角架,中间用槽钢或管梁连接。这样的结构既便于下井运输,又便于加工,机架整体具有足够的强度和刚性。考虑到与前面皮带机的搭接,为便于落料时物料以抛物线形式落在前面皮带机的机尾缓冲部,应加长卸载滚筒的前探梁长度,因此在三角架的前端安装由钢板焊接成的刚性架体,形成前探式结构,用于安装卸载滚筒。卸载滚筒下部安装聚氨脂清扫器。

3、2传动滚筒架采用两个三角架机架

传动部分采用双传动滚筒三电机方式,采用两套传动滚筒架,每套机架安装一套传动滚筒和一套改向滚筒。胶带缠绕方式为,胶带绕过卸载滚筒,经第一改向滚筒后,绕过第一传动滚筒(双出轴滚筒,安装两套驱动装置),经第二改向滚筒后,绕过第二传动滚筒(单出轴滚筒,安装一套驱动装置)。该结构使两个传动滚筒均与胶带的净面接触,减小了传动滚筒因表面粘煤引起的包胶层的磨损。两个传动滚筒的旋向相同,三套驱动装置的各驱动单元可完全互换,减少备品备件的种类。驱动部底座设计成整体箱式结构,刚度大、强度高、不易变形;底座上横穿两个圆管,便于在安装时穿钢丝绳或圆钢,吊装方便。安装面上,在电机与减速器的前后左右位置均设计有顶丝板和顶丝,便于安装找正。

3、3滚筒和托辊

为保证滚筒和托辊的可靠性,对滚筒进行了三维建模和有限元分析,大规格滚筒采用铸焊结构,滚筒轴采用锻造毛坯,40Cr材质,经调质处理。采用SKF进口轴承,筒体表面包胶,以提高筒体表面与胶带的摩擦系数,减少胶带打滑。托辊直径φ159mm,采用306KA托辊专用大游隙轴承和迷宫式密封,冲压轴承座,托辊轴采用冷拔圆钢,采用合理的布置间距,辊子的承载能力满足要求。托辊组采用品字型布置。

3、4采用6层储带方式

顺槽可伸缩带式输送机机尾回撤时,需要将多余的胶带通过储带仓储存起来,满足一定长度后,取出一卷胶带。本机采用6层储带方式,能储存120m胶带。增加了储带长度,可减少接头数量和接头次数。

3、5采用液压自动张紧装置

本机配置了液压自动张紧装置,安装在储带仓的后部,与游动小车配合,能够自动实现对皮带机提供启动张力和运行张力的张紧动作,以满足胶带启动时防止打滑及胶带正常运行对张紧力的不同要求。主要由基座、张紧绞车、张紧油缸、液压张力缓冲装置、控制箱和张力传感器等组成。液压张力缓冲装置能够及时拉紧胶带机启动时的松边,改善启动特性,减轻甚至消除胶带的波涌、打带现象。通过张紧绞车实现大行程的自动张紧,通过张紧油缸和张力缓冲装置实现微调和张力缓冲。

3、6采用液压自动卷带装置

液压自动卷带装置安装在液压自动张紧装置后部,可与之共用一套液压系统,并可将信号上传到总控台。在储带仓储满120m胶带后,可通过液压卷带装置将胶带缠绕到卷带装置的卷轴上,再通过卷带装置的水平旋转,将成卷输送带移送至机架外,然后用辅助运输工具将输送带运走。本装置可实现恒功率、恒线速度卷带。卷带速度的快慢,直接影响到采煤的效率。整个卷带过程可由一至二人操作完成,正常的一次收带时间为30分钟,相比人工的收带方法工效提高几十倍,因此减小了工人的劳动强度,提高了卷带效率。

3、7机身采用“E”型销连接的形式

本机的纵梁与支腿,支腿与托辊架的连接均采用“E”型销。托辊架为“品”字型结构,三节托辊呈“品”字型错开,相邻托辊端面可以重合,减轻托辊的端面对胶带的磨损,提高胶带的使用寿命。这种形式结构简单,安装、拆卸和调偏方便,不需螺栓连接。

4. 结语

该带式输送机于2013年12月投入试运行,目前已运行四年多时间,使用过三个工作面,除部分托辊有更换外,使用情况良好。尤其是卷带装置,使得卷收胶带非常方便,深受工人好评。

参考文献:

[1]于岩,等《运输机械设计》,北京,中国矿业大学出版社,1998

[2]孙可文,带式输送机的传动理论与设计计算,北京,煤炭工业出版社,1991

论文作者:陈建生

论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期

论文发表时间:2019/3/1

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