新型矿用皮带自移机尾缓冲结构设计

冯海涛

（山东久鼎开元煤矿机械有限公司，菏泽 274300）

皮带自移机尾快速推移装置用于高产高效工作面顺槽刮板转载机与带式输送机机尾的快速推移和正确搭接，满足煤矿综采工作面高进度、快推进的工作需要。同时，皮带自移机尾装置具有皮带跑偏调整、顺槽刮板转载机推移方向校直和自行前移等功能，能够保证煤矿综采顺槽运输、转载的通畅运行以及各运转设备的良好衔接。此外，它具有传输量大、运输距离远、生产效率高等优点，为煤矿生产提供了重要的技术保障。顺槽刮板转载机机头位于皮带自移机尾上方，可以直接将煤卸载在皮带自移机尾中间架位置。传统的皮带自移机尾中间架缓冲床结构有两种，一是钢板式缓冲床，二是托辊式缓冲床。其中：钢板式缓冲床具有坚固、耐冲击的优点，但缺点是皮带机的皮带与缓冲床之间存在滑动摩擦，会导致皮带易损伤；托辊式缓冲床因具有缓冲托辊，皮带与托辊之间为滚动摩擦，不易损伤皮带，缺点是不耐冲击，缓冲托辊易损坏。皮带自移机尾缓冲床的损坏，严重影响了运煤效率、服务期限等，同时降低了煤矿生产、运输的质量[1]。为弥补这两种缓冲床的缺点，使其更加适应煤炭综采工作面的工作状况，设计了一种新型皮带自移机尾缓冲结构。

1 传统缓冲床结构形式分析

皮带自移机尾主要由头、尾、中间架、调平缸、侧移缸、压带拖棍、滚筒、清扫器以及滑撬等部件组成，同时配备液压控制系统和操作台。其中，尾架主要由架体、滚筒、压带托辊、刮煤板、导套、滑靴以及导向轮组等组成。带式输送机机尾滚筒设置在尾架上并用压块固定，当整机前移时随着一起前移，皮带张紧。尾架体是本机实现抬高功能的后支撑体。中间架分为中间架Ⅰ和中间架Ⅱ等，是小车运行的轨道，也是落煤区。头架是小车运行的轨道，又是落煤区，与抬高架相连。抬高架是皮带的出入口，主要由架体、清煤器以及导向轮组等组成。小车是转载机机头的支撑体，也是推移油缸的支撑体，由车架、横梁、支座以及轮组等组成。小车上与转载机连接的支座设计为偏心结构，其旋转轴始终位于转载机靠动力部侧。推移座是推移缸与中间架的连接体，通过销轴固定在中间架的导轨上，并与推移缸连接，实现推移功能。推移缸一个行程结束后，通过移动推移座的位置可以实现多次推移。

皮带自移机尾作为煤炭综采工作面运输系统的重要设备，其使用效果的好坏直接决定煤炭运输效率的高低。中间架作为皮带自移机尾的重要组成部分，其结构的使用寿命直接决定了自移机尾的使用寿命。皮带自移机尾中间架主要由中间架体、导向板以及缓冲床等结构组成。中间架缓冲床是物料冲击、磨损的主要位置，也是中间架最薄弱、最易损坏的位置[2-3]。目前，井工矿常用的皮带自移机尾中间架缓冲床的结构形式有钢板式缓冲床和托辊式缓冲床两种。

1.1 钢板式缓冲床

钢板式缓冲床是将皮带直接铺在中间架缓冲床钢板上，而刮板转载机卸载的煤炭等物料直接落在皮带上进行运输。导向板主要起到对皮带进行导向的作用，防止皮带跑偏。钢板式缓冲床底部底板采用间隔式结构，由优质合金钢材焊接加工而成。中板材料的耐磨性能不应低于NM400 钢板的耐磨性能，其他材料的强度不应低于16Mn 钢的强度。板材数控下料后进行零件加工，然后进行组铆焊接，最后进行加工组装。钢板式缓冲床的结构形式如图1 所示。

1.缓冲床钢板；2.导向板。图1 钢板式缓冲床

1.2 托辊式缓冲床

托辊式缓冲床是将皮带铺在中间架的缓冲托辊上，而刮板转载机卸载的煤炭等物料直接落在皮带上，由皮带进行运输。该缓冲床物料的承重点在托辊上。导向板同样起到对皮带进行导向的作用。托辊式缓冲床设置有缓冲托辊结构，皮带与托辊之间发生滚动摩擦，不易损伤皮带。托辊式缓冲床底部底板的结构与材料要求均与钢板式缓冲床相同。整个托辊架为V 形结构，缓冲托辊均匀安装在托辊架上，皮带铺在V 形托辊架上方，如图2 所示。

1.缓冲托辊；2.导向板。图2 托辊式缓冲床

2 传统缓冲床的优缺点分析

在煤炭综采工作的长期生产实践过程中，传统结构形式的中间架缓冲床具备一定的优点，但也存在许多不足。只有改进传统缓冲床的不足，发挥设备的结构优势，才能提高煤炭开采的转运效率，降低其生产成本。

钢板式缓冲床皮带自移机尾的主要优点是坚固、耐冲击，其中间架坚固、耐用、不易损坏，但在生产过程中暴露出3 个缺点。第一，由于皮带与缓冲钢板直接摩擦，造成皮带磨损严重，会增加皮带的投入成本。第二，自移机尾采用中板封闭式结构，导致皮带在运行过程中容易带回头煤。回头煤在中板与皮带之间长时间堆积，会使皮带隆起、跑偏，进而造成皮带撕裂[3]。第三，当刮板转载机落煤时，由于钢板式缓冲床中板上未设置缓冲装置，煤炭、煤矸石等物料落下会砸伤皮带，增加皮带损耗。

托辊式缓冲床皮带自移机尾的主要优点具有缓冲托辊结构，皮带与托辊之间为滚动摩擦，不易损伤皮带，但生产过程中存在3 个问题。第一，由于托辊式缓冲床未设置抗冲击装置，且缓冲托辊不耐冲击，在刮板转载机运输过程中，完全由托辊承受煤炭、煤矸石等物料落下的冲击力易损坏托辊[4-5]。第二，由于缓冲托辊处于皮带下方，托辊损坏后不易更换、维修。第三，托辊损坏后易造成缓冲床损坏，进而影响皮带的运输效率。

3 新型缓冲床结构设计

皮带自移机尾缓冲床损坏严重影响了其运煤效率、服务期限，降低了煤矿生产运输的效率、质量。为弥补传统缓冲床的缺点，提高物料的转运效率，降低操作劳动强度、改善工作环境，设计了一种新型皮带自移机尾中间架缓冲床结构。

新型皮带自移机尾缓冲结构主要由缓冲托辊、缓冲钢板、侧板、导向板以及压带托辊等关键部件组成，如图3 所示。在中间架的缓冲中板上适当位置开矩形槽，矩形槽的间距可根据具体的设计要求来设定。缓冲托辊架焊接在矩形槽中，缓冲托辊安装在托辊架上，整个缓冲中板既具有缓冲钢板结构又具有缓冲托辊结构。该皮带自移机尾新型缓冲床结构安全可靠、省工、省时，可高效开采矿井煤炭。

1.缓冲托辊；2.缓冲钢板；3.导向板；4.压带托辊；5.侧板。图3 新型中间架缓冲床

新型皮带自移机尾缓冲结构中间架的缓冲床采用缓冲托辊和缓冲钢板结构，底部底板采用间隔式结构，在合适的位置设置清浮煤装置，由优质合金钢材焊接加工而成。中板材料的耐磨性能不应低于NM400 钢板的耐磨性能，其他材料的强度不应低于16Mn 钢的强度。板材下料后进行零件加工，然后进行组铆焊接，最后进行加工组装。

新型皮带自移机尾缓冲结构缓冲床中的缓冲钢板能够承受刮板转载机卸载煤块矸石对缓冲床的冲击力。缓冲托辊能够减少皮带机皮带的摩擦损伤。缓冲托辊直接卡在托辊架的U 形槽内，易于安装、拆卸。托辊尺寸大小根据实际工作情况确定。该缓冲结构解决了传统结构皮带磨损大、托辊易损坏、维修效率低以及危险系数高等问题。

4 结语

在传统的皮带自移机尾中间架缓冲床结构的基础上，设计了一款新型中间架缓冲床结构。该新型中间架缓冲床结构通过缓冲钢板、缓冲托辊，解决刮板转载机煤炭卸载时的承重问题、皮带磨损问题，延长了皮带自移机尾和皮带的使用寿命，降低了中间架的损坏频率，大幅提高了煤炭的运输效率，减少了生产成本和维修成本的投入，增加了生产效益。目前，该皮带自移机尾中间架缓冲床结构已在多个煤矿综采工作面使用。应用结果表明，优化后的皮带自移机尾中间架缓冲床运行平稳、安全性能高，延长了自移机尾的使用寿命，降低了工人的劳动强度，应用效果良好，社会经济效益高。