矿井带式输送机上下山“V”型底易偏摆点恒力涨紧装置研发应用

张建新 张维维

摘  要：针对某煤矿带式输送机巷道起伏呈大“V”型，导致带式输送机上层承载胶带在该凹点处变松弛、折叠堆积，出现严重的偏摆撒煤等现象，设计一套恒力涨紧装置，有效解决了问题。

关键词：矿井;皮带机巷;凹点;松弛;涨紧

某矿带式输送机巷道由六个变坡点组成，从头到尾顺序为：L1段，长度255m，倾角-3°;L2段，长度338m，倾角-15°;L3段，长度156m，倾角3°;L4段，长度376m，倾角15°;L5段，长度393m，倾角8°;L5段，长度23m，倾角3°;即L1、L2段是下运段，L4、L5、L6段是上运段，L3段为是较平缓的上运段，于是巷道出现较大“V”型现象。

1.技术分析

这种大“V”型巷道在带式输送机安装完毕后，在空载试运转，一切正常，但重载运转时，在“V”型低洼处附近经常产生大量撒煤的现象，致使带式输送机无法正常输送原煤。对存在的问题分析并通过对现场的实际观察，发现胶带巷凹槽低洼处两端由于上、下山坡度较大和运载原煤重力作用，带式输送机重载运转时，上层胶带在靠近机头的上山段运行时，速度较正常速度小，而在靠近机尾的下山段运行时，上层胶带速度较正常速度大，从而导致带式输送机下层胶带被较大的张力张紧，下层胶带部分地方磨到带式输送机上托辊架，上层承载的胶带在凹槽低洼处附近变得松弛、折叠堆积，出现严重的撒煤现象。

2.现有技术背景

针对这样的巷道，目前解决的方案有：方案一在每一坡段布置一台可伸缩带式输送接，机头尾串联搭接;方案二全程布置一台输送机，加多点驱动，在机头部有驱动点，中部也有一个或多个驱动点。方案一是每一坡点布置一台可带式输机，机头尾串联搭接。每一台输送机配备一套驱动装置、一套张紧装置和一套电控及保护装置，设备造价高，日常操作维护方面，需要较多的人员操作和维护，对安全性要求也高。方案二全程布置一台输送机，加多点驱动，在机头部有驱动点，中部也有一个或多个驱动点。造价成本低于方案一，由于增加了驱动装置，操作人员也不能减少。

3.实施内容

3.1方案选择：鉴于已有技术的不足，在方案二的启示下，决定在靠近下山位置坡度较小巷段上层胶带的合适位置上设计了一个恒力涨紧装置，有效解决带式输送机在下山时摆脱偏摆、上层承载的胶带在“V”型低洼处附近变松弛、折叠堆积，出现严重的撒煤等现象。

3.2实施方式

下面结合附图和具体实例作进一步的说明：

本带式输送机中间部分卸料点和重锤张紧装置包含改向架总成1套，缓冲滑槽2节，张紧装置支架5节，张紧小车1套，改向轮3套，重锤装置1套，储绳装置（回柱绞车）。

在输送机运行过程中，重锤重锤处在自由状态，提供近似恒定的涨紧力，将因受力而伸长的胶带拉紧并储存在储带装置内。随着货载的变化，该处胶带张力也相应变化，张力大于该点涨紧力时，涨紧车向前运动，胶带伸长量变小，张力下降，直至与涨紧力平衡;张力小于该点涨紧力时，涨紧车向后运动，胶带伸长量变大，张力增大，直至与涨紧力平和。在上述的工况变化中，该装置始终能够使该点处于一种相对恒定涨紧状态，从而保持胶带运行的稳定。

4.结语

该装置的研制应用，有效的解决了大起伏巷道“V”型底处带式输送机跑偏撒料现象，减少了物料损失、保证了运输效率、提高了设备使用寿命、降低了劳动强度，在市场上尚未有成熟产品，有很好推广价值。

作者简介：

张建新（1976-），男，山东科技大学机械工程专业工程硕士，工程师，从事煤矿机电工作20年，现任枣矿集团枣庄市弘大实业总公司技术研发科科长。

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图2磨粒压入示意图

由上图的几何关系，可以求解出， D为磨粒的直径，为压入深度。

，当，为完全弹性变形，由得。

，当，弹塑变形。

，当，完全塑性变形。由得。

然而，这样的载荷计算只限于光滑平面上的磨损，而实际中，磨损是在粗糙平面上进行的。需要加入一个修正系数

A为实际接触面积，为光滑平面接触面积。与表面形貌有关，是一个不确定量。

（2）弹性变形和塑性变形的判断

克拉盖尔斯基（Kragelskii）提出，假定用尖端半径为d的球形磨粒在金属表面压入深度并划动，根据的比值不同，即接触特性的不同，可以将磨粒和表面的相互作用划分为如下几类，对于铁基合金，当

弹性变形

塑性变形

切削

磨损量比例与有关。越大即压入越深，越大。可以假设成线性关系：

，

由牛顿第二定律知：。

3.结论

转子与配流盘间的间距存在周期性的正弦起伏变化。由于出油高压区的间距较小，高压区附近的磨损最为严重。通过理论推导与计算，得到了磨粒在转子配流盘间的磨损期望计算公式。另外，本文为磨损的实时曲线仿真提出了可行的流程方案。计算了粒径为的磨粒随转子转动，在配流盘配流盘上的压入深度曲线。在弹性变形区域，可见压入深度随着转子配流盘间的高度减小而快速增长。当进入塑性变形区域，压入深度减慢。

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