屯蘭礦主井皮帶機(jī)卸載滾筒改進(jìn)

李晉軍

（西山機(jī)電總廠，山西 太原 030053）

屯蘭礦主井皮帶機(jī)DTL1 400/3×560為GX系列鋼絲繩強(qiáng)力皮帶機(jī)，生產(chǎn)廠家為沈陽礦山機(jī)械廠。屯蘭礦原設(shè)計(jì)煤炭年生產(chǎn)能力為400萬t，隨著西山煤電集團(tuán)有限公司煤炭產(chǎn)能擴(kuò)大的需要，屯蘭礦煤炭年生產(chǎn)能力擴(kuò)大到了500萬t。由于主井皮帶機(jī)原設(shè)計(jì)參數(shù)主要針對(duì)的是礦井初期設(shè)計(jì)的煤炭產(chǎn)量，因此不能滿足當(dāng)今煤炭生產(chǎn)能力擴(kuò)大后的要求。所以2005年西山煤電集團(tuán)有限公司對(duì)屯蘭礦主井皮帶機(jī)進(jìn)行了提速升級(jí)改造。

改造前后的皮帶機(jī)技術(shù)參數(shù)如下：

原設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)為：

帶寬：1 400mm；帶速：3.15m/s；機(jī)長：956m；傾角：16°

輸送量：1257 t/h；功率：3×560 kW

改造后技術(shù)參數(shù)為：

帶寬：1 400mm；帶速：3.5m/s；機(jī)長：972m；傾角：16°

輸送量：1 400 t/h；功率：3×630 kW

皮帶機(jī)改造后初期運(yùn)行良好，但半年以后一些弊病便顯現(xiàn)出來，最明顯的是卸載滾筒連續(xù)損壞。該滾筒在主井皮帶機(jī)提速改造前已正常運(yùn)轉(zhuǎn)將近10年，除了日常維護(hù)外，沒有發(fā)生任何故障，但是卻在主井皮帶機(jī)提速改造后短短的半年時(shí)間內(nèi)就連續(xù)損壞了2件。主井皮帶機(jī)是礦井生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)难屎?，如長時(shí)間停機(jī)檢修將嚴(yán)重影響礦井正常生產(chǎn)，礦方為此很是焦急，急切需要找到產(chǎn)生問題的原因，并加以解決改進(jìn)。

主井皮帶機(jī)卸載滾筒見圖1為鑄鉚結(jié)構(gòu)，筒體直徑為φ1 400，軸徑最大直徑處為φ400，其損壞的癥狀為滾筒筒體與輪轂的搭接處焊縫開裂。

圖1 鑄鉚結(jié)構(gòu)

首先從設(shè)計(jì)方面分析，按皮帶機(jī)提速改造后的技術(shù)參數(shù)計(jì)算，該卸載滾筒合張力為100 t左右，而原設(shè)計(jì)滾筒合張力為70 t左右，張力增加了40%，所以原設(shè)計(jì)的滾筒筒體強(qiáng)度理論上就不能滿足皮帶機(jī)改造后的要求，這就是造成筒體焊縫開裂的主要原因。

同時(shí)在該滾筒修理過程中發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)形式也存在一些不合理的地方，具體如下：

（1）滾筒筒皮厚度δ30較薄，提速改造后強(qiáng)度系數(shù)不富余。

（2）滾筒輪轂與筒體的焊縫正處于膠帶兩邊緣與滾筒體的搭接處，而此處受力很大，這也是造成滾筒焊縫容易開裂的重要原因之一。

（3）滾筒筒體與軸為過盈無鍵聯(lián)結(jié),造成滾筒筒體與軸不能拆分，當(dāng)軸發(fā)生損傷需要修理時(shí)，由于滾筒筒體直徑的原因，往往要去有大型車床的單位進(jìn)行加工，而這些大型設(shè)備都在太重一些大型企業(yè)。首先是該滾筒自重7 t多、體積龐大，運(yùn)輸很困難；再一個(gè)是滾筒運(yùn)到加工單位后，由于是單件加工修理，加工單位生產(chǎn)任務(wù)多，往往無法及時(shí)安排加工，工期無法保證。這些因素造成了該滾筒修理時(shí)間和費(fèi)用的大大增加，影響礦上的正常生產(chǎn)。

作為屯蘭礦的主井皮帶機(jī)，關(guān)系到整座礦井的原煤輸出，卸載滾筒是受合張力最大的部件，存在風(fēng)險(xiǎn)大、安全責(zé)任大等問題。西山機(jī)電總廠聯(lián)合屯蘭礦針對(duì)以上找到的問題認(rèn)真分析和研究，并結(jié)合多年對(duì)皮帶機(jī)滾筒的設(shè)計(jì)生產(chǎn)和維修經(jīng)驗(yàn)，作出了圖2的改進(jìn)方案。

圖2

（1）將滾筒兩邊輪轂向內(nèi)側(cè)加寬，使輪轂與滾筒筒體的搭接焊縫移到膠帶里側(cè)，皮帶機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)膠帶邊緣完全搭在滾筒輪轂上，使受力點(diǎn)全部由輪轂部分承受，從而使焊縫部位受力減小，減少了焊縫開裂的機(jī)會(huì)。

（2）在輪轂和筒體搭接位置，沿圓周方向均勻地增加了32個(gè)直徑為φ40的塞焊點(diǎn)，增加了焊接面積，從而大大增加了整體焊接強(qiáng)度。

（3）軸與輪轂采用了重型漲套聯(lián)接，當(dāng)滾筒軸需要進(jìn)行修理時(shí)，軸可方便地卸下，在本單位較小的車床上進(jìn)行加工處理，不再外轉(zhuǎn)加工，縮短了轉(zhuǎn)運(yùn)和修理時(shí)間，同時(shí)大大降低了修理費(fèi)用。

（4）將滾筒筒體厚度加大到了δ36，大大增加了筒體強(qiáng)度。

改進(jìn)后，該卸載滾筒增強(qiáng)了整體強(qiáng)度，滾筒的使用壽命得到了延長。同時(shí)由于結(jié)構(gòu)合理，極大地方便了日后的維護(hù)檢修工作,降低了皮帶機(jī)的綜合使用成本。

目前，由西山機(jī)電總廠按照改進(jìn)后設(shè)計(jì)制造的主井皮帶機(jī)卸載滾筒已經(jīng)于2008年8月在屯蘭礦投入了使用，到目前為止已經(jīng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)了2年多，使用效果良好，達(dá)到了改進(jìn)目的，得到了屯蘭礦使用單位的認(rèn)可。