董海寧

【摘? 要】煤炭在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中有著其他能源無法替代的作用。在煤礦開采中，現(xiàn)有的皮帶機(jī)自移機(jī)尾行程短、效率低。為了提高工作面生產(chǎn)效率，減輕井下綜采工作面工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少操作人員數(shù)量，不斷滿足市場(chǎng)需求，增強(qiáng)公司產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)綜采技術(shù)的發(fā)展，研制大行程的皮帶自移機(jī)尾已成為迫切要求。

【Abstract】Coal plays an important role in China's energy structure， which cannot be replaced by other energy sources. In coal mining， the self-moving tail of existing belt-conveyor has a short stroke and low efficiency. In order to improve the production efficiency of the mining face， reduce the labor intensity of the workers in the underground fully-mechanized mining face， reduce the number of operators， continuously meet the market demand， enhance the market competitiveness of the company's products， and promote the development of fully-mechanized mining technology， it has become an urgent requirement to research and manufacture a large stroke belt-conveyor self-moving tail.

【關(guān)鍵詞】皮帶機(jī);皮帶自移機(jī)尾;研制

【Keywords】belt-conveyor; belt-conveyor self-moving tail; research and manufacturing

【中圖分類號(hào)】TD63+4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2020）12-0195-02

1 項(xiàng)目概述

1.1 立項(xiàng)依據(jù)

我國(guó)是煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，2019年全國(guó)煤炭產(chǎn)量達(dá)到38.5億噸。我國(guó)一次能源的58%來自煤炭，煤炭在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中有著其他能源無法替代的作用。傳統(tǒng)的順槽轉(zhuǎn)載機(jī)所配皮帶機(jī)機(jī)尾為簡(jiǎn)易機(jī)尾，雖然可以滿足轉(zhuǎn)載機(jī)與其配合實(shí)現(xiàn)6～8m的行程，但其結(jié)構(gòu)性差、強(qiáng)度低，機(jī)械化程度不高，不能實(shí)現(xiàn)自行移動(dòng)，只能依靠傳統(tǒng)的單體支柱及拉移油缸實(shí)現(xiàn)自移前行，在實(shí)施普通皮帶機(jī)尾移動(dòng)時(shí)，一般需要3～4人相互配合搬運(yùn)、支護(hù)單體液壓支柱、連接拉移油缸、接液壓管路等一系列高強(qiáng)度、高危險(xiǎn)的勞動(dòng)?，F(xiàn)有的皮帶機(jī)自移機(jī)尾采用一刀一移或三刀一移的工作方式，最大行程約3m。如此頻繁地移動(dòng)皮帶機(jī)尾就會(huì)頻繁地拆除皮帶機(jī)中間架體，而每拆除一架皮帶機(jī)中間架至少需要2名礦工花費(fèi)20min才能完成。因此，現(xiàn)有的皮帶機(jī)自移機(jī)尾也不利于提高生產(chǎn)效率。

為了提高工作面生產(chǎn)效率，大大減輕井下綜采工作面工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少操作人員的數(shù)量，滿足市場(chǎng)需求，增強(qiáng)公司產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)綜采技術(shù)的發(fā)展，研制大行程的皮帶自移機(jī)尾勢(shì)在必行。

1.2 技術(shù)指標(biāo)

1.2.1 總體技術(shù)指標(biāo)

①該大行程自移機(jī)尾行程達(dá)到7.2m，推移缸最大推力485kN，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)大生產(chǎn)班只收縮一次皮帶的目標(biāo)。

②該機(jī)能實(shí)現(xiàn)與膠帶寬度1400mm的皮帶機(jī)配套使用。

③該機(jī)能實(shí)現(xiàn)皮帶跑偏調(diào)整，調(diào)整行程為200mm;同時(shí)，還具有轉(zhuǎn)載機(jī)推移方向校直功能，校直行程為±125mm。

1.2.2 詳細(xì)技術(shù)參數(shù)

適應(yīng)膠帶寬度：1400mm;

整機(jī)長(zhǎng)度：16m;

推移缸直徑：140mm;

推移缸最大推力：485kN;

推移行程：7200mm;

調(diào)高缸直徑：160mm;

調(diào)高缸行程：200mm;

調(diào)高缸最大調(diào)高力：633kN;

校直缸直徑：100mm;

校直缸行程：±125mm;

校直缸最大校直力：247kN。

2 項(xiàng)目研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容及技術(shù)難點(diǎn)

2.1 研究目標(biāo)

研制一臺(tái)適應(yīng)帶寬1400mm，自行前移行程可達(dá)6～8m的大行程皮帶自移機(jī)尾，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)推移及調(diào)平、調(diào)偏功能，減少皮帶與自移機(jī)尾的磨損。

2.2 研究?jī)?nèi)容

①新型推移機(jī)構(gòu)（見圖1）的設(shè)計(jì)

構(gòu)自由向前行走。推移自移機(jī)尾時(shí)，推移油缸伸出推動(dòng)推移座帶動(dòng)滑塊向右運(yùn)動(dòng)，抱箍卡住導(dǎo)軌上的止動(dòng)塊抱死導(dǎo)軌，推動(dòng)自移機(jī)尾整體向前移動(dòng)。當(dāng)一個(gè)行程結(jié)束時(shí)，收回油缸帶動(dòng)推移機(jī)構(gòu)收回并進(jìn)行下一次推移，以此來實(shí)現(xiàn)多次大行程推移。

②新型抬高機(jī)構(gòu)（見圖2）的設(shè)計(jì)

本新型抬高機(jī)構(gòu)采用油缸連桿機(jī)構(gòu)，通過油缸和2個(gè)連桿配合運(yùn)動(dòng)來抬起架體。在降低皮帶機(jī)自移機(jī)尾導(dǎo)軌接觸面高度的前提下，增加皮帶機(jī)自移機(jī)尾的抬高行程。本機(jī)構(gòu)是一種“增力”機(jī)構(gòu)，當(dāng)架體抬起至最高狀態(tài)時(shí)，抬高力約為油缸推力的3倍。

③頭架新結(jié)構(gòu)（見圖3）的設(shè)計(jì)

在頭架設(shè)置緩沖托輥，可防止皮帶與中板的磨損。設(shè)置導(dǎo)向滾輪防止皮帶跑偏。通過壓帶輪和托帶輥的配合作用，保證皮帶通過時(shí)既不會(huì)與底板刮蹭也不會(huì)跳起。

④中間架新結(jié)構(gòu)（見圖4）的設(shè)計(jì)

中間架與其他架體的連接采用螺栓連接的方式，在加工制造過程中不需要與相連的架體配合加工，可大大降低加工難度。中間架布置緩沖托輥，可有效防止皮帶與中板的磨損。中間架設(shè)置封閉式管路結(jié)構(gòu)，解決管路布置凌亂的問題。導(dǎo)軌上設(shè)計(jì)止動(dòng)塊，與推移機(jī)構(gòu)配合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)推移功能。

⑤尾架新結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

尾架采用新型可調(diào)節(jié)式刮煤板結(jié)構(gòu)，可長(zhǎng)期有效清理機(jī)尾滾筒表面粘連的煤泥，保證皮帶與機(jī)尾滾筒的嚙合。

⑥小車結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

小車兩側(cè)均設(shè)計(jì)有壓帶輥，保證皮帶成槽性。小車前端連接推移油缸，保證推移缸與推移機(jī)構(gòu)在同一直線。

⑦新液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

根據(jù)大行程推移的需要，設(shè)計(jì)兩個(gè)液壓系統(tǒng)，其中抬高缸和側(cè)移缸用一個(gè)液壓系統(tǒng)控制，推移缸用一個(gè)液壓系統(tǒng)控制，推移缸的操縱閥安裝在轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭上，可隨轉(zhuǎn)載機(jī)移動(dòng)，保證大行程推移時(shí)液壓管路一起移動(dòng)。

2.3 解決的主要技術(shù)難點(diǎn)和問題

本項(xiàng)目主要研究分析實(shí)現(xiàn)在使用行程為1500mm普通油缸的前提下使皮帶自移機(jī)尾行程增加為所配油缸行程的5～6倍，達(dá)到7～10m。同時(shí)，在自行前移時(shí)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

3 項(xiàng)目的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

①該項(xiàng)目研制的皮帶自移機(jī)尾采用往復(fù)推移的形式，自移行程可達(dá)7～10m，較傳統(tǒng)的3m行程皮帶自移機(jī)尾行程大幅提高，大大減輕井下綜采工作面工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)效率。

②該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的新型推移機(jī)構(gòu)，采用棘輪原理，可與導(dǎo)軌上的止動(dòng)塊配合完成多次油缸行程自動(dòng)推移，實(shí)現(xiàn)在使用行程為1500mm普通油缸的前提下使皮帶自移機(jī)尾行程增加為所配油缸行程的數(shù)倍，達(dá)到7～10m，此外，在自行前移時(shí)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

③該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的新型抬高機(jī)構(gòu)采用連桿機(jī)構(gòu)，通過油缸和2個(gè)連桿配合運(yùn)動(dòng)，在降低自移機(jī)尾導(dǎo)軌高度的同時(shí)，增加抬高行程。本機(jī)構(gòu)是一種“增力”機(jī)構(gòu)，當(dāng)架體抬起至最高狀態(tài)時(shí)，抬高力約為油缸推力的3倍。

4 項(xiàng)目的應(yīng)用前景

該項(xiàng)目研制成功后，將為公司實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，增強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新能力，增加新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，開辟又一發(fā)展途徑，這也將極大地提高公司在綜采設(shè)備研制領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。因此，大行程皮帶自移機(jī)尾開發(fā)成功后，必將得到大面積的推廣，產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。

項(xiàng)目產(chǎn)品皮帶自移機(jī)尾批量生產(chǎn)后，按年產(chǎn)10臺(tái)、每臺(tái)約120萬元產(chǎn)值計(jì)算，則項(xiàng)目單位每年可新增產(chǎn)值1200萬元，新增利稅360萬元。

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