落地式彈簧緩沖床在煤礦帶式輸送系統(tǒng)中的應用

[摘 要]基于物料輸送的安全和效率，結合生產(chǎn)實際，設計研制了落地式彈簧緩沖床。本文主要介紹了緩沖床原理，普通緩沖床在煤礦帶式輸送機中的應用及弊端，提出了落地式彈簧緩沖床設計構架，與普通的緩沖床之間的優(yōu)勢對比。結論，落地式彈簧床延長了使用年限，減少了運輸事故，降低能耗，提高了效率【1】。

[關鍵詞]彈簧 ；緩沖床； 輸送機； 應用【2】

中圖分類號：TD528.1 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）12-0169-01

引言

膠帶機運輸是煤礦的主要運輸形式之一。緩沖床在膠帶機安全運輸中起著重要作用。老式緩沖床由于壽命短，緩沖效果一般，迫切需要煤炭技術人員研究設計一種新型的緩沖床。因此，落地式彈簧緩沖床經(jīng)過設計研發(fā)，在煤礦帶式輸送系統(tǒng)中應用，取得理想的效果。

1.緩沖床的原理

緩沖床沿膠帶運行方向，安裝有多條緩沖橡膠，并采用特殊的 UHMW高分子聚乙烯表面，橡膠條在受到落下的煤流沖擊后，主要通過橡膠的物理彈性變形吸收沖擊力，起到緩沖作用，減少下落的煤流對輸送帶的沖擊，降低了緩沖條和輸送帶之間的摩擦系數(shù)，提高了耐磨性。在輸送帶受到?jīng)_擊后，膠帶和緩沖橡膠向下壓縮，使緩沖床的固定支架受力。使用緩沖床，輸送帶受力均勻，避免由于托輥斷裂、脫落而導致縱向撕裂皮帶【1】，橡膠具有緩沖性，從而減弱煤流下落對輸送膠帶系統(tǒng)產(chǎn)生的沖擊力，，也減少了煤塊矸石四處飛濺，有效保護了輸送系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在通過對目前我礦使用的緩沖橡膠進行試驗測試發(fā)現(xiàn)，緩沖橡膠硬度均沒有達到國際上認可的標準，硬度大多在70度左右，緩沖效果較差。為了在現(xiàn)有條件下進一步改善提升緩沖床的使用效果，我們對現(xiàn)有緩沖床做了機構方面的改進【2】。

2.緩沖床的應用

緩沖床的主要作用就是減輕下落的矸石或煤塊對膠帶的沖擊，支撐保護運行的膠帶。因此，主要安裝在膠帶輸送機的轉載點、卸載點和漏煤眼下口等位置。此前礦井所使用的緩沖床均是固定在膠帶機兩側邊梁上，膠帶與緩沖床鋼架之間安裝橡膠條。此種結構方式緩沖床的支撐力主要來自于膠帶機邊梁，同時又由于橡膠緩沖效果達不到要求，膠帶機邊梁要承受不斷的沖擊，使得整體膠帶支架不穩(wěn)，緩沖床的使用效果一般，壽命也較短。

3.落地式彈簧緩沖床的設計構架

研究初期我們曾經(jīng)考慮過用鋁合金代替鋼架結構，以減輕緩沖床的重量方便搬運組裝。但《煤礦安全規(guī)程》明確規(guī)定：井下禁止使用鋁質(zhì)材料。主要原因是由于鋁的化學性質(zhì)活潑，在井下潮濕的環(huán)境中很容易氧化反應，產(chǎn)品被腐蝕速度快，不得不頻繁維護以防止分解斷裂。

在緩沖條的選用上，我們也進行了大量研究，主要考慮了三種方式：陶瓷材料、聚氨酯材料、超高分子聚乙烯材料。陶瓷材料耐磨性能好，而摩擦系數(shù)較高，容易造成皮帶起熱、冒煙，引發(fā)事故。聚氨酯材料對粘接技術較低，具有良好的粘接性，但是不足是容易水解，抗沖擊力也較差，使用時間長，會出現(xiàn)開膠分層現(xiàn)象。超高分子聚乙烯材料不僅摩擦系數(shù)低、潤滑性能也好，非常適合用作緩沖條的表面材料，但對工藝要求較高，需要進行特殊處理。所以，通過硬度、耐磨性、彈性、摩擦系數(shù)等方面進行對比，確定超高分子聚乙烯材料作為緩沖條。選定了構架中所使用的材料后，我們綜合目前礦井膠帶運輸中緩沖床存在的種種問題，我們對現(xiàn)有緩沖床進行了如下改進：

3.1 研制落地式緩沖床

把緩沖床的跨距加寬，支撐腿加高，把受力點從膠帶機邊梁上改到地面，從而減輕下落的矸石煤塊對膠帶機支架的沖擊，提高膠帶機運行穩(wěn)定性【3】。

3.2 增加二級減震彈簧

在原有的緩沖床下方，增加了四組能減震的彈簧，形成了橡膠條和減震彈簧兩級減震效果。這樣大大改善了橡膠條減震效果不佳的問題【4】。

改進后的緩沖床結構如下圖：

4.優(yōu)勢比較

落地式彈簧緩沖床，通過增加二級緩沖彈簧，改變支撐結構，提高了煤流下落的緩沖效果，增強了緩沖床自身抗沖擊的強度，延長了使用壽命，提升了整個輸送系統(tǒng)的工作效率【5】。

5.經(jīng)濟效益

落地式彈簧緩沖床的發(fā)明投用，延長了膠帶運輸?shù)膲勖瑴p少了緩沖床的投入，年節(jié)約資金200余萬元；同時，降低了膠帶運輸系統(tǒng)的故障率，為礦井的安全生產(chǎn)提供了保障，間接經(jīng)濟效益可觀。

6.結論

通過結合現(xiàn)場生產(chǎn)的實際狀況，改進緩沖床的結構，降低了膠帶運輸系統(tǒng)的故障率，提升了膠帶運輸機的運行效率，大大增加了原煤產(chǎn)能。我們將持續(xù)追蹤落地式彈簧緩沖床在實際生產(chǎn)的應用情況，不斷完善其結構性能，為煤礦工業(yè)發(fā)展作出自己的貢獻

參考文獻：

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[5]陳艾榮，橋梁結構設計使用壽命的確定，同濟大學學報[j]，2013.3：56-57

作者簡介

張迪，男，漢族，山東新泰人，助理工程師職稱，大學本科學歷，現(xiàn)任山東盛泉礦業(yè)有限公司沈家峁礦機運工區(qū)技術副區(qū)長，負責機電管理等工作。