礦用機(jī)載短運(yùn)距刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)

鶴崗斯達(dá)機(jī)電設(shè)備制造有限責(zé)任公司 馬洪舉

煤礦井下短距開采和配套設(shè)備及巷道掘進(jìn)設(shè)備中的物料輸送機(jī)構(gòu)均為短運(yùn)距刮板輸送機(jī)，短運(yùn)距刮板輸送機(jī)通過刮板鏈的移動完成物料的輸送。短運(yùn)距刮板輸送機(jī)主要由機(jī)尾部、刮板鏈、輸送槽及卸料部等部件構(gòu)成，其運(yùn)距一般不超過15 m。本文，主要對礦用機(jī)載短運(yùn)距刮板運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討，以期對同行有所參考。

一、刮板機(jī)輸送機(jī)主要參數(shù)的確定

1.輸送量的確定。輸送機(jī)的運(yùn)輸量一般沒有硬性規(guī)定，輸送量的大小要根據(jù)機(jī)器所配備的設(shè)備而定，另外量的大小應(yīng)與設(shè)備配套。

2.鏈速及運(yùn)煤斷面的確定。輸送機(jī)的煤運(yùn)輸量Q計(jì)算公式如下。

式（1）中，p為煤的堆積密度，v為鏈速，A為煤斷面面積。要滿足一定的煤運(yùn)輸量，可以通過降低鏈速v，加大運(yùn)煤斷面的方法實(shí)現(xiàn)；也可以通過提高鏈速v，減小運(yùn)煤斷面的方法實(shí)現(xiàn)。如果機(jī)器的鏈速太低，運(yùn)煤斷面太大，就會顯得機(jī)器比較笨重；如果鏈速高，運(yùn)煤斷面太小，就不能保證煤層在移動過程中的穩(wěn)定性，而且會額外增加功率的損耗。能量損耗ω的計(jì)算公式如下。

式（2）中，N為輸送機(jī)的驅(qū)動功率，S為輸送機(jī)的輸送距離，H為物料輸送距離對應(yīng)的垂直升高。能耗指標(biāo)越小，設(shè)備的設(shè)計(jì)制造質(zhì)量水平越高。

二、主要零部件的設(shè)計(jì)

1.刮板鏈?zhǔn)降脑O(shè)計(jì)。輸送機(jī)到底采用單鏈還是雙鏈設(shè)計(jì)，不能亂加判斷，應(yīng)視具體情況而定。一般情況下，輸送機(jī)最好是選擇單鏈?zhǔn)剑挥挟?dāng)單鏈不能滿足工作負(fù)荷時，才將刮板的鏈?zhǔn)皆O(shè)計(jì)為雙鏈，刮板鏈中兩刮板的間隔以350～950 mm 為宜。

2.刮板的設(shè)計(jì)。礦用機(jī)載短運(yùn)距刮板輸送機(jī)的刮板以方形截面最為常見，有些特殊情況也會選用實(shí)心的刮板截面。在進(jìn)行刮板設(shè)計(jì)時，一定不能忽略刮板的長度，它直接影響輸料槽內(nèi)壁與刮板的間隙大小。如果間隙過小，會增加輸送機(jī)的輸送阻力，甚至出現(xiàn)刮板鏈同輸送槽卡死現(xiàn)象；如果間隙太大，煤與刮板間的摩擦力會比較小，從而導(dǎo)致煤運(yùn)輸效率的降低。間隙的大小的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式如下。

刮板鏈與輸料槽側(cè)壁的間隙值見表1。

表1 刮板鏈與輸料槽側(cè)壁的間隙值mm

間隙值的大小不是固定不變的，可以上下變動20%。

3.鏈輪的設(shè)計(jì)。鏈輪與輸送機(jī)的運(yùn)行狀況、工作人員的人身安全有重要關(guān)系，鏈輪設(shè)計(jì)要參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。不同型號的鏈條，遵循不同的鏈輪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。鏈輪遵循MT231-1991 標(biāo)準(zhǔn)，鏈輪遵循ZBJ18006-90 標(biāo)準(zhǔn)，礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈遵循GB/T12718-2001 標(biāo)準(zhǔn)，長節(jié)距輸送鏈遵循GB8350-87 標(biāo)準(zhǔn)，傳動用短節(jié)距精密滾子鏈遵循GB1243.1-83 標(biāo)準(zhǔn)。

三、驅(qū)動裝置設(shè)計(jì)

礦用機(jī)載短運(yùn)距刮板輸送機(jī)常用的驅(qū)動方式有低速大扭矩馬達(dá)、液壓馬達(dá)+減速器、電機(jī)+限矩器+減速器等方式，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，要根據(jù)整臺輸送機(jī)設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)確定。

四、鏈條張緊裝置的設(shè)計(jì)

鏈條張緊設(shè)置對輸送機(jī)極其重要，輸送機(jī)在每次運(yùn)行之前，都要進(jìn)行緊鏈處理，以保證輸送機(jī)在整個工作過程中都保持良好的預(yù)緊力。作為輸送機(jī)的一個重要參數(shù)，預(yù)緊力直接影響輸送機(jī)的工作狀態(tài)。預(yù)緊力太小，鏈條很容易打滑，從而導(dǎo)致鏈條卡住，造成輸送機(jī)運(yùn)行故障；預(yù)緊力太大，則會加速鏈條、鏈輪以及刮板的磨損速度，造成功率的浪費(fèi)。因此，設(shè)計(jì)合理的鏈條張緊裝置，有利于輸送機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1.緊鏈力的確定。通常會在礦用短運(yùn)距刮板輸送機(jī)的機(jī)頭部安裝驅(qū)動裝置，鏈條預(yù)緊力F的計(jì)算公式如下。

根據(jù)公式（4），結(jié)合相關(guān)理論，可以導(dǎo)出緊鏈力G的計(jì)算公式，具體如下。

2.裝置的設(shè)計(jì)。合理設(shè)置輸送機(jī)的緊鏈力大小，一般的礦用短運(yùn)距刮板輸送機(jī)的緊鏈力都不會很大，所以常采用黃油缸來調(diào)整鏈條的張緊度。黃油缸能夠起到伸縮機(jī)尾鏈輪軸的作用，然后再插入卡片固定鎖緊。

五、結(jié)論

我國煤炭開采業(yè)正朝著規(guī)模大、效率高、安全系數(shù)高的方向發(fā)展。但是隨著煤礦設(shè)備的不斷創(chuàng)新及開發(fā)。刮板輸送機(jī)作為煤炭開采必不可少的一項(xiàng)設(shè)備，其工作性能直接影響整個煤礦業(yè)的發(fā)展。因此，設(shè)計(jì)合理的段運(yùn)距刮板輸送機(jī)裝置，對于煤炭的穩(wěn)定、安全開采具有重要意義。