EBZ160掘进机第一运输机的拓展研究

戈占堃　樊志家　董苗苗

【摘 要】以经济、可靠、维修方便为出发点，服务用户的理念，针对用户对第一运输机特殊的装载要求，对EBZ160掘进机的第一运输机进行结构改进，在公司现有成熟机型的基础上进行拓展设计，提高产品的市场竞争力。

【关键词】掘进机；第一运输机；加长一运；改进

0.前言

掘进和回采是煤矿生产的重要生产环节，国家的方针是：采掘并重，掘进先行。煤矿巷道的快速掘进是煤矿保证矿井高产稳产的关键技术措施。采掘技术及其装备水平直接关系到煤矿生产的能力和安全。高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件，也是巷道掘进技术的发展方向。随着综采技术的发展，国内已出现了年产几百万吨级、甚至千万吨级超级工作面，使年消耗回采巷道数量大幅度增加，从而使巷道掘进成为了煤矿高效集约化生产的共性及关键性技术。

掘进机是煤矿巷道掘进的重要使用设备，它能够同时完成破落煤岩、装煤运输、喷雾灭陈和调动行走等工作。为了适应新型煤炭采掘技术的发展、井下地质条件、使用条件的变化，掘进机的结构和性能也被人们不断的优化和改进。

1.第一运输机改进方案的确定

掘进机用第一运输机（以下简称一运）是煤矿开采中的第一级运输机构，是生产中组成有节奏的流水运输线不可缺少的组成部分，一般采用中双链刮板运输机和边双链刮板运输机两中形式，主要是油前溜槽、后溜槽、刮板链组件、张紧装置及驱动装置5个主要部件组成，结构（如图1）所示，本文是对EBZ160掘进机用一运进行加长改进。

1.前溜槽 2.刮板链组件 3.后溜槽 4.张紧装置 5.驱动装置

图1 标准型第一运输机

EBZ160掘进机采用EZQ300桥式皮带转载机进行原煤的转运，后支撑连接转载机回转台。由于煤矿现场机械化程度不完全，并未采用皮带机及刮板运输机进行原煤运输，而采用矿用无轨胶轮车进行原煤运输，无法采用标配的转载机运输，为了满足工作现场的特殊的物料转运要求，结合巷道的高度，在满足运载能力的情况下，对一运进行加长、加高，满足客户的需求。

2.第一运输机加长后的结构

用户运输原煤采用的矿用无轨胶轮车料斗的外形尺寸为长3m，宽1.95m，高1.5m，在满足用户要求的前提下，尽量的减少对设备的改动量，方便用户拆装。经过现场测量及实验，矿车需伸进一运下方，深度为2.15m，才能将矿车装满，宽度方向上无影响。综合考虑，加

长后的一运结构（如图2）所示。

1.前溜槽 2.刮板链组件 3.中间溜槽 4.支架

5.后溜槽 6.张紧装置 7.驱动装置

图2 加长型第一运输机

与标准型第一运输机相比：

⑴增加了一节起到过渡作用的中间溜槽。

⑵增加起支撑作用的支架装置，与后支撑连接。

根据现场工作需求，可以将中间溜槽与支架卸下，将后溜槽与前溜槽直接进行连接，调节刮板链，恢复到标准型，满足开采后期运输机械的连惯性。

2.1加长段中间溜槽

为了能够达到用户所要求的装载要求，需将落料部位，即一运的驱动装置向高、向后移动，进而需要增加一节中间溜槽来实现溜槽的连贯性。为了保证刮板链在溜槽中的运行阻力达到最小，中间溜槽需调节好各段溜槽的角度，以免驱动功率损耗过大。中间溜槽结构（如图3）所示。

2.2 支架装置

为了防止一运驱动装置端悬孔端过长，增加支架装置，支撑在中间溜槽处，使整个一运部重心前移，减少一运与本体连接销处过大的剪应力，也减少了溜槽连接螺栓所受的轴向载荷，延长溜槽的使用寿命。支架装置的结构（如图4）所示。

2.3 其他部件的选择

由于增加了中间溜槽，使刮板在工作时的工作长度加长，为了保证设备安全可靠的运行，将原驱动装置中1个排量为700ml/r的马达，更换为2个排量为400ml/r的马达，总流量为68.56L/min，变单侧驱动为双驱动，使链条受力更均匀，避免链条因产生局部应力过大而产生的断裂。

3.刮板运输机参数计算

3.1 输送能力计算

Q=F·v·?

式中：F输送机溜槽断面积，F=0.17m2；

?-装满系数，?取0.5；

v-链速，m/min。

刮板运输机用2台400ml/r马达驱动，马达总流量为68.56L/min；驱动链轮转数n=85.7r/min；驱动链轮节圆直径为0.208m。

得v=π×0.208×85.7=56m/min

各项代入上式得Q=4.76m3/min，因为已知铲板星轮装在能力3.6m3/min，所以运输能力符合要求。

3.2 运输机运行阻力计算

刮板机运行时阻力包括：①煤料及刮板链在溜槽中的移动阻力；②倾斜时，煤料及刮板链自身重力的分力。又分为重段阻力和空段阻力。

Wz=g（qω+q'ω'）L·cosβ+g（q+q'）L·sinβ

Wk= gLq'（ω'cosβ-sinβ）

式中：Wz重段阻力，N；

Wz空段阻力，N；

q溜槽内单位长度煤的质量，q=127.5kg/m；

q'刮板及刮板链单位长度质量，q=67.16kg/m；

L刮板运输机长度，L=7.8m；

β刮板运输机倾斜角度，β=10°；

ω、ω'-煤料、刮板链与溜槽间的阻力系数，取ω=0.8，取ω'=0.25。

各项代入上式算得：Wz=12141.5N，Wk=380.07N，因此刮板输送机运行阻力：

W= Wz+Wk=12242.7N

3.3马达供给刮板链牵引力计算

驱动马达提供给刮板链的牵引力 F=2M/D

式中：D驱动链轮节圆直径，D=0.208m；

M驱动马达输出扭矩，Nm。

M=ΔpVg/2πη

式中：Δp液压马达进出油口压力，Δp=20MPa；

Vg液压马达排量，Vg=400ml/r；

η液压马机械效率，η=0.96。

算得M=1326.29Nm，代入上式算得F=2M/D=12752.8N， F>W，符合条件。

4.结语

本文对有特殊装载要求的第一运输机进行拓展设计，在用户确定用途及工作环境后，对各个部分进行了认真的分析。首先按照用户提供的现场情况和已知参数进行初步研究，之后对整个一运进行整体方案设计，再从整机角度考虑对一运悬出部分进行机械加强，既要符合工作条件，又要达到经济性合理，满足客户要求。通过本次设计，加强了设计人员对非标产品的设计能力；按照市场的需求来设计产品，不断提高产品在领域内的竞争力，为企业创造更大的效益。

【参考文献】

[1]毋胡成，裴文喜.矿山运输与提升设备[M].北京：煤炭工业出版社，2004.

[2]成大先.机械设计手册[K].北京：化学工业出版社，2009.

[3]高玉喜，刘丽娟.S100掘进机第一运输机的改进.煤炭技术，2009.