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带式输送机360°水平转弯装置 在掘进工作面的应

作者: 本站来源: 本站时间:2019-08-05
  概  述
铁法能源公司域内共有7个生产矿井,原煤产量达在1500万t,采煤综合机械化及掘进机械化程度达到100%。随着综合采煤机械化的提高,采煤工作面的推进速度加快,需要大量的掘进准备巷道。由于大隆矿、晓南矿、小青矿等一些老矿井为了回收更多的资源,在设计过程中巷道转弯较多,最多时一个工作面有三段切眼,回顺就有5个转弯。且转弯掘进时要先铺设刮板输送机到60m左右再安设带式输送机,费时费力,而且刮板输送机故障率高,降低了掘进进尺速度,增加了大量的人力、物力,安装拆除过程中也增加了安全隐患。
 带式输送机转弯装置的应用,可以解决上述问题,提高掘进进尺速度,减少掘进设备占有率。
2 转弯装置的组成及工作原理
实现带式输送机转弯运输一直是不断研究的课题之一,在十几年前就有带式输送机转弯装置的出现,但是由于设计不合理,应用过程中胶带跑偏,洒货。滚筒易损坏,一套转弯装置只能适应一个角度等原因,一直没有推广开来。
经过十几年的发展,新式带式输送机转弯装置,已经能实现360°任意转角,并解决了跑偏、洒货等问题,实现了带式输送机运输功能革命。
2.1 转弯装置的组成
DY-IV型带式输送机转弯装置 ,是徐州天科机械制造有限公司生产的新型可实现360°任意转角的带式输送机超级转弯装置。
    转向角:0~360°均可实现;
    适用带宽:500mm~2000mm;
    机型:适用所有机型;
    阻力系数:1.03~1.05。
该装置由转向滚筒、改向滚筒、机架、附属装置等部分组成,其结构详见图1。
 
图1  360°带式输送机转向装置结构图
由图1可知,从机尾方向过来的胶带通过上转向滚筒、上改向滚筒进行转向、改向 ,煤炭在转向后落在改向后的胶带上 ,被运往机头。从机头返回的回程带,通过改向滚筒、转向滚筒后进行改向、转向 ,向机尾方向运行(图2)。
 
图2  转弯装置胶带运行示意图
2.2 工作原理
带式输送机实现水平转弯运行是基于胶带具有一定的柔韧性 ,能弯曲并能够缠绕在一定直径的滚筒上的基本原理设计的 。根据这个基本原理 ,将滚筒和胶带的运行方向安装成一预定夹角 ,使胶带在滚筒上沿指定角度的螺旋线缠绕 ,这样胶带在滚筒上的进出边方向间产生一个夹角 ,让胶带的出边再经过一个改向滚筒 ,让胶带返回来承接由于在转向滚筒上改向而落下来的物料 ,从而实现了带式输送机的转弯 。
360°带式输送机转弯装置的核心技术是转向滚筒 ,转向滚筒固定在机架上 ,在转向滚筒的外圆周线上 ,沿胶带运行方向的螺旋线布置一定数量能随胶带运行而转动的异型行星辊 ,异型行星辊只承受径向力而不承受轴向力 ,而且大滚筒也设计成旋转型,通过共同旋转,从而保证胶带正常运行 ,实现水平转弯的功能 ,异形辊与大滚筒的运动关系,如图3所示。
 
图3  转向滚筒与异型辊运动关系图
2.3转弯装置的主要特点
    ⑴节省岗位设置。不需设专人,仅仅象巡视皮带机中间装置一样,定时巡查即可,故障易发现易排除。
    ⑵使用维护简单。调试原理同普通带式输送机,任何一个皮带机的操作人员均能调试。只有异性辊是易损件,其余为常用件,用户可以自行维护修理,不需专门人才。
    ⑶安装、拆除方便。地锚、混凝土基础、压顶子均可实现。安拆简单。
    ⑷减少设备初期投入,节能效果显著。每台转弯装置可代替一部皮带机的头、尾、张紧装置、电缆电控、储带。其铺设和安装工作量均大大节省。转弯装置无动力,节省大量电耗。
3 转弯装置的应用研究与探讨
3.1转弯装置在掘进工作面的应用
    在掘进巷道时,一般都是使用综掘机→转载→皮带机方式出货,在巷道转弯时,需要把皮带机机尾固定铺设刮板运输机,变为综掘机→转载→刮板运输机→皮带机方式出货,当转弯掘进50m到60m后拆除刮板输送机,铺设皮带机机头、机尾。安装、拆除刮板运输机,安装皮带机费时费力。使用转弯装置将皮带机延伸到掘进头可以代替铺溜子、安装皮带机机头带来的麻烦。转弯装置无需动力源,减少了电缆、开关的使用,节约了电耗。安装转弯装置与安装刮板输送机的时间基本相当,拆除刮板输送机、安装皮带机(包括机械、电气设备的安装、保护的安装等)一般需要停产两个原班时间,按原班掘进15m计算,每转一次弯就少进尺30m。而且新铺设的皮带机需要司机看守,并需增加一名电工、一名钳工维护。每月人工成本多支出约4.2万元,还要每月增加设备租赁费用,和电费约1万元。使用转弯装置只需一次性投入20~30万元(根据皮带机宽度而定),一般四到五个月即可收回成本。还可以解决掘进队人员少的问题。因为减少了设备的安拆工序、减少了刮板输送机的使用也大大的提升了施工安全。
3.2转弯装置在其他地点的应用
    转弯装置除在掘进工作面使用外,还由于转弯装置使用后可以使皮带机转弯前后共用一个机头和一个储带装置及张紧装置,这使得机尾到转弯处的距离非常短(最短可以只有三米左右),这样当顺槽皮带和下一级皮带通过转弯装置组成一条皮带机时,在回采中就不存在因皮带机铺设不下而撤换溜子的麻烦,大大提高了工作效率。
在皮带运输系统中,以往由于运输巷道有弯曲而必须多台皮带机搭接运输,使用转弯装置可实现省工、省电、省设备、省安装、省电控。所以,新型的360°转弯装置与老式转弯装置比较,有如下优点。
    360°任意转。新型转弯装置通过改变异型辊在大滚筒上的空间包络线结构,可实现一机任意角度转向,可一机多地点重复使用。
    运行阻力大幅度下降。其核心部件转向滚筒由过去的静止不动改为旋转型,降低了系统阻力。
    成本低。异型辊的排列方式改变及大滚筒的旋转运动,使异型辊的受力减小,运行速度降低,异型辊表面进行了高频淬火,提高了耐磨度,使异型辊寿命提高,成本降低。解决了老式转弯装置异型辊易损坏的难题。
    安装方便。结构模块化设计,根据功能不同,分化成受料模块、转向模块、改向模块,形成通用化、标准化,便于运输安装。
安全可靠。安全防护,设计了极限复位辊,使皮带机运行更加安全。
 
4结  语
铁法能源公司本部一年掘进进尺6万m。涉及到转弯掘进100多处,如果能应用带式输送机转弯装置,全公司能增加进尺3000m以上。效益可观,可以有效的解决采掘不平衡问题,实现安全生产。
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