DSJ100/100/3×200型順槽帶式輸送機(jī)的研制

趙世旭

(西山煤電(集團(tuán))公司 機(jī)電廠, 山西 太原 030053)

目前，煤礦井下生產(chǎn)系統(tǒng)對帶式輸送機(jī)的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性的要求越來越高。為提高煤礦井下帶式輸送機(jī)對煤礦井下惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力，研究提升其安全可靠性及經(jīng)濟(jì)性的途徑和方法，除注重帶式輸送機(jī)運(yùn)行動態(tài)分析方法和控制技術(shù)的開發(fā)，還應(yīng)注重對煤礦井下用帶式輸送機(jī)關(guān)鍵部件的材料、結(jié)構(gòu)等的優(yōu)化設(shè)計和裝配生產(chǎn)工藝的開發(fā)。

DSJ100/100/3×200型可伸縮帶式輸送機(jī)是西山煤電(集團(tuán))有限責(zé)任公司機(jī)電廠最新研制的一種新型產(chǎn)品，它以安全可靠和經(jīng)濟(jì)實用為目的，在消化和吸收傳統(tǒng)順槽帶式輸送機(jī)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，針對西山煤電集團(tuán)礦井巷道運(yùn)輸?shù)奶厥鈼l件，結(jié)合機(jī)電廠順槽帶式輸送機(jī)在設(shè)計、制造和運(yùn)行過程中的經(jīng)驗設(shè)計制造而成。

1 主要技術(shù)參數(shù)

運(yùn)量:Q=1 000 t/h

帶寬:B=1 000 mm

帶速:v=3.15 m/s

運(yùn)距:L=1 500 m (上山斜度平均8°)

局部凹點:α= -5°～+11°

膠帶: PVC800S

電機(jī)總功率: 3×200 kW

電機(jī)等級:1 140/660 V

機(jī)頭傳動功率: 2×200 kW

中間傳動功率: 200 kW

減速器：B3SH11-16+FAN

蛇簧聯(lián)軸器： 高速端PHE1100TGH-D08(帶制動輪)；低速端PHE1170TGH-Z06(脹套)

張緊方式:JH-8回柱絞車(電機(jī)功率: 11 kW )

儲帶形式：4層儲帶

儲帶長度：100 m

2 主要關(guān)鍵技術(shù)

在設(shè)計時，根據(jù)MT/T467-1996《煤礦用帶式輸送機(jī)設(shè)計計算》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計計算，對各種可能的工況進(jìn)行精確地分析和計算，并以此結(jié)果作為受力分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計、零部件選型的依據(jù)。采用pro/E工程實體設(shè)計軟件和ANSYS有限元分析軟件，對關(guān)鍵滾筒、結(jié)構(gòu)件進(jìn)行受力分析，從而有效保證強(qiáng)力帶式輸送機(jī)的整機(jī)性能。其多個關(guān)鍵技術(shù)點如下：

2.1 采用變頻調(diào)速裝置作為本機(jī)軟啟動

本機(jī)設(shè)計采用ZJT2-400/1140(A)型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻調(diào)速裝置，使帶式輸送機(jī)的電機(jī)驅(qū)動獲得高精度的轉(zhuǎn)矩控制，同時可減少電機(jī)啟動時對設(shè)備的沖擊力，延長輸送機(jī)使用壽命，降低對輸送膠帶帶強(qiáng)的要求。具有啟動電流小、啟動平穩(wěn)、啟動性能可靠、對電網(wǎng)沖擊小等優(yōu)點。

1) 優(yōu)越的軟啟動、軟停止性能是帶式輸送機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計的首要目標(biāo)，變頻軟啟動啟動時的加速度和停車時的減速度可任意調(diào)節(jié)，同時為了平穩(wěn)啟動，還可匹配其具備的S型加減速時間，將帶式輸送機(jī)啟停時產(chǎn)生的沖擊減至最小。

2) 優(yōu)越的重載啟動。重載啟動是帶式輸送機(jī)需解決的又一難點。帶式輸送機(jī)在運(yùn)煤過程中的任意時刻都可能立即停車再重新啟動，變頻軟啟動采用無速度傳感器矢量控制方式，低頻運(yùn)轉(zhuǎn)可輸出1.5～2倍額定轉(zhuǎn)矩，有效解決了重載啟動問題。

3) 可調(diào)整電機(jī)功率平衡。本機(jī)為雙滾筒三電機(jī)驅(qū)動，在空載、半載、滿載起動的情況下，各電機(jī)輸出功率平衡顯得尤為主要，變頻器自帶功率平衡模塊，能達(dá)到速度一致、主從機(jī)功率平衡，可有效解決該問題。

2.2 一種新式整體底座設(shè)計

1) 傳統(tǒng)安裝方式(見圖1)。傳動裝置架+底座與驅(qū)動裝置架一起安裝在整體底座上，整體底座安裝面從工藝上不易加工，且整體底座為組焊件，平面度要求高。

2) 新式安裝方式(見圖2)。傳動裝置架與驅(qū)動裝置架一起安裝在整體底座上，且整體底座安裝面為加工面，更便于安裝找正，經(jīng)濟(jì)、合理。

3) 新式整體底座剛度大、強(qiáng)度高、不易變形、便于安裝找正，減少井下基建工作量。

4) 新式整體底座在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度前提下，減輕了機(jī)頭傳動部分重量，同時降低了安裝勞動強(qiáng)度，可有效控制各項成本。

2.3 采用卸載式中間驅(qū)動設(shè)計

缷載式中間驅(qū)動裝置示意圖見圖 3。

1—傳動滾筒 2—傳動滾筒架 3—聯(lián)接小底座 4—大底座

1—傳動滾筒 2—傳動滾筒架 3—新式整體大底座

1—卸煤裝載架 2—傳動滾筒 3—中間傳動裝置 4—改向滾筒 5—大底座 6—改向滾筒

由于受西山煤電集團(tuán)礦井巷道條件限制和考慮產(chǎn)品系列通用性，首次在西山地區(qū)采用1 000 mm帶寬卸載式中間驅(qū)動設(shè)計。其主要優(yōu)點如下：

1) 采用中間驅(qū)動裝置可以使皮帶機(jī)張力下降約40%，有效地降低帶強(qiáng)，節(jié)約成本。

2) 采用中間驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，避免因雙機(jī)搭接所需的高大空間，降低對巷道斷面要求。

3) 采用集中控制能夠?qū)︻^部驅(qū)動和中部驅(qū)動形成集中控制，形成有效管理，節(jié)約人力資源。

4) 采用中間驅(qū)動裝置后，使膠帶輸送機(jī)既能適應(yīng)運(yùn)距的變化，又能使輸送機(jī)工作在合理的功率范圍，充分發(fā)揮設(shè)備的能力，減少能源消耗和設(shè)備浪費(fèi)。

2.4 機(jī)身采用快速拆裝結(jié)構(gòu)設(shè)計

為滿足高產(chǎn)高效綜采設(shè)備快速推進(jìn)，并達(dá)到方便井下運(yùn)輸、裝拆，減少維護(hù)量，降低勞動強(qiáng)度的要求。本機(jī)采用快速拆裝結(jié)構(gòu)設(shè)計，縱梁與支腿、縱梁和H架的連接采用“E”型插銷，托輥架為“品”字形結(jié)構(gòu)，三節(jié)托輥呈“品”字形錯開，相鄰?fù)休伓嗣婵梢灾睾?，減輕托輥端面對膠面的磨損，提高膠帶的使用壽命。

3 結(jié) 論

DSJ100/100/3×200型順槽帶式輸送機(jī)是一種安全可靠、結(jié)構(gòu)合理、性能穩(wěn)定、低碳節(jié)能的新型帶式輸送機(jī)。對煤礦井下惡劣環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，可實現(xiàn)長期穩(wěn)定正常運(yùn)行，達(dá)到了可預(yù)期、可預(yù)知、可控制的效果，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率和綜合經(jīng)濟(jì)效益得到了大幅度提高。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]黃學(xué)群.運(yùn)輸機(jī)械選型設(shè)計手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2011:223-225.

[2]宋偉剛.通用帶式輸送機(jī)設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2006:162-165.

[3]孫可文.帶式輸送機(jī)的傳動理論和設(shè)計[M].北京：煤炭工業(yè)出版社,1991:42-46.