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浅析皮带机自移机尾结构及结构优化

2022-12-09 10:40:50

针对煤矿井下工作面顺槽用皮带机自移机尾存在的问题,通过统计归纳和理论分析等方法,汇总国内常规皮带机自移机尾的问题,并基于问题进行结构优化和改进,使其与刮板转载机、皮带机的配套更合理、设备推移更便捷、顺槽巷道适应性更强。

前言

近年来,随着煤炭开采设备技术的迅勐发展以及国家政策的导向,我国煤矿的开采工艺水平、设备技术水平、高产高效的需求等指标在不断提高。井下工作面设备的快速推移是高产高效的主要条件之一,其中顺槽设备(转载机等)的推移速度受到巷道环境、支架推移速度、自移系统、顺槽用刮板转载机与皮带输送机的连接方式等诸多因素的影响,刮板转载机与顺槽皮带输送机的连接方式作为输送设备之间的衔接因素对整个输送系统的推移至关重要。

顺槽用刮板转载机与皮带输送机的连接形式主要有两种:皮带自移机尾与传统简易皮带机尾,随着煤矿机械的迅勐发展,尤其是煤矿机械自动化、智能化的发展,集调偏、调平、高效推移等多种功能为一体的皮带自移机尾逐步替代了传统简易皮带机尾,但在一些环境恶劣(巷道底板松软)、受限条件多的矿井中,皮带机自移机尾使用效果仍不是太理想。

本文针对常规的皮带机自移机尾为研究对象,对其结构进行分析,根据分析结果提出相关的的改进方案和措施。

1 皮带自移机尾结构问题

顺槽设备在布置、推移过程中,受巷道及工作面条件、推移力等影响,顺槽用转载机与皮带输送机时常处于设备中心线不对中、转载机倾斜等现象,影响到煤炭的正常运输和设备安全,所以皮带自移机尾除具备自移功能之外,还应具备调高、调偏功能。

(1)调偏功能结构分析

目前国内多数厂家的皮带自移机尾的调偏功能主要依靠支撑滑靴安装侧移油缸来实现,使用过程中发现该结构在使用过程中存在一些问题:

a、受到空间限制,侧移缸维护和更换困难;

b、底板松软或者地下水资源丰富的矿井,侧移系统长期被处在水或煤泥中,侧移缸出现锈蚀、管路接头在推移过程中损坏。

(2)调高功能结构分析

国内常规的的皮带机自移机尾调高功能主要依靠调高油缸的伸缩来实现,抬高缸的辅助支撑形式的大部分仍采用内、外缸套的结构型式,这种传统的结构型式具有简单可靠、导向性好等优点的同时,也存在一定的局限性。

a、由于油缸未直接与滑靴直接连接,中间需要内缸套转接,增加了皮带自移机尾的高度,对于巷道尺寸较低的老矿区,其可能就无法满足需要;

b、两个抬高装置通过内、外缸套与架体连接,同时底部滑靴也相连接,一定程度限制了其调平功能。

(3)推移功能结构分析

如下图 1 所示,国内常规的皮带机自移机尾推移装置通常有两种结构:油缸连接耳直连和油缸铰接连接。两种结构形式各有各的优点,直连油缸可以采用二级伸缩油缸有效缩短设计长度,安装位置可以随设计需要调整,铰接结构只能设计在皮带自移机尾两侧,增大了皮带自移机尾宽度。


皮带机自移机尾


2 皮带自移机尾的结构优化

通过对国内常规的皮带自移机尾调偏、调高、推移三个功能问题的归纳,整理出现国内常规皮带自移机尾结构上存在的不足之处,为使皮带自移机尾功能更合理、使用更简便、适用性更高,基于上述的问题进行结构优化,具体优化方案如下:

(1)调偏功能结构优化

根据调偏功能结构存在的问题,可以通过将侧移油缸位置设计调整至远离底板便于拆装维护的位置,实现滑靴支撑、侧移功能的分离,滑靴仅具备支撑功能,而皮带自移机尾侧移专用的侧移机构实现皮带自移机尾的调偏功能,有效保护了侧移油缸及其液压管路。

(2)调高功能结构优化

根据对调高功能结构存在问题,由于调偏功能的调整,可以将抬高装置中关键部件滑靴进行适应化设计:

a、滑靴可以压缩高度尺寸,对于进一步压缩皮带自移机尾的高度有重要的作用;

b、对于底板硬化运巷,可以将滑靴分体设计,而对于松软底板,仍采用整体滑靴结构。

(3)推移结构优化

设计时,可以根据矿方条件进行适用性的选择,对于老矿区,由于矿井各方面条件的限制(下井尺寸),可以选择油缸连接耳直连形式的推移系统,减小架体的设计尺寸;反之,在矿井条件相对好的矿井,可以选择油缸铰接连接,以增加油缸的适应性,缓解油缸的受力状态。

3 结论

本文通过对国内皮带机自移机尾调偏、调高和自移等功能问题的归纳,整理出国内现有结构存在的不足之处,并基于这些问题,提出了建设性的方案和措施,得出结论如下:

(1)对于皮带自移机尾调偏装置维护不便及易损坏等问题,可通过将侧移油缸设计位置的调整,分离功能方式解决;

(2)对于皮带自移机尾调高装置内外缸套结构存在的问题,可通过侧移油缸的功能分离从而解决调高问题;

(3)皮带自移机尾各功能结构的型式要以使用的实际工况为前提,设计时需要因地制宜。

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