1、引言
近年來，以長壁高效綜采為代表的煤炭井工開采技術(shù)取得前所未有的新進(jìn)展。綜采工作面生產(chǎn)能士大幅度提高，采區(qū)范圍不斷擴(kuò)大，出現(xiàn)了“一礦一面”年產(chǎn)千萬噸煤炭的高產(chǎn)高效和集約化生產(chǎn)模式；神華能源公司神東煤炭分公司和萬利煤炭分公司所屬的“高效集約化”礦井，單面年產(chǎn)量均為千萬噸，烈類礦井在全國范圍內(nèi)有逐年增長的趨勢(shì)。
隨著煤礦開采能力的提高，可伸縮帶式輸送機(jī)逐步向大型化和高速化發(fā)展。煤炭科學(xué)研究總院上海分院與神華能源股份公司、黃陵礦業(yè)集團(tuán)公司合作，在國內(nèi)獨(dú)家研制出特大型可伸縮帶式輸送機(jī)，該機(jī)采用中間驅(qū)動(dòng)技術(shù)和自動(dòng)可張緊技術(shù)，能有效地改善輸送機(jī)的運(yùn)行性能，現(xiàn)在神東和萬利礦區(qū)、黃陵礦業(yè)集團(tuán)公司已得到成功應(yīng)用。
2、主要技術(shù)參數(shù)
運(yùn)輸機(jī)型式 機(jī)頭集中驅(qū)動(dòng)加中間驅(qū)動(dòng)方式可伸縮式輸送機(jī)
輸送能力4000 t/h
帶寬 1600 mm
額定帶速 4 m/s
鋪設(shè)長度6000 m
適應(yīng)傾角 -30—+5。
電機(jī)功率 3x500kW+3x500kW
驅(qū)動(dòng)方式 CST軟起動(dòng)
儲(chǔ)帶長度 160 m張緊方式HDW自動(dòng)張緊裝置。
3、總體布置
采用機(jī)頭集中驅(qū)動(dòng)和中間驅(qū)動(dòng)方式，并采用CST可控軟起動(dòng)技術(shù)以及能實(shí)現(xiàn)輸送帶自動(dòng)張緊的HDW液壓張緊技術(shù)，保證輸送機(jī)正常運(yùn)行。
該機(jī)由驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、卸載裝置、儲(chǔ)帶倉架、卷帶裝置、機(jī)身、張緊裝置、中間裝載部分、中間驅(qū)動(dòng)裝置等幾大部分組成（見圖1）。
輸送機(jī)機(jī)頭部和中間驅(qū)動(dòng)部各采用3套驅(qū)動(dòng)裝置。并采用6層儲(chǔ)帶，HDW自動(dòng)張緊裝置、液壓自動(dòng)卷帶裝置以及電控保護(hù)裝置，整臺(tái)輸送機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行可靠性高。
4、中間驅(qū)動(dòng)部
由于輸送機(jī)裝機(jī)總功率高達(dá)3000kW，總牽引力達(dá)到603kN。故輸送機(jī)采用機(jī)頭集中驅(qū)動(dòng)及中間驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行布置。中間驅(qū)動(dòng)方式可以在不提高輸送帶強(qiáng)度等級(jí)前提下，最大限度地增加單機(jī)長度，還可使單元驅(qū)動(dòng)裝置小型化，使其功率保持在一個(gè)較為經(jīng)濟(jì)合理的范圍內(nèi)，從而可降低輸送機(jī)的投資費(fèi)用。
功率的合理分配對(duì)于帶中間驅(qū)動(dòng)裝置的帶式輸送機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性尤為重要，功率的分配直接影響到輸送帶的張力變化。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，確定該機(jī)中間驅(qū)動(dòng)布置在距機(jī)頭部2800m～2950m處，機(jī)頭部和中間驅(qū)動(dòng)部各布置3套驅(qū)動(dòng)裝置。同時(shí)根據(jù)CST供應(yīng)商的建議，在CST作為軟啟動(dòng)的多機(jī)驅(qū)動(dòng)輸送機(jī)實(shí)陳使用中，一般要求副驅(qū)傳動(dòng)滾筒直徑比主傳動(dòng)滾筒直徑大1%～3%。對(duì)于有中間驅(qū)動(dòng)的輸送機(jī)而言，中間驅(qū)動(dòng)的主副傳動(dòng)滾筒直徑都應(yīng)比機(jī)頭部主傳動(dòng)滾筒大1%～3%。該輸送機(jī)按照此原則進(jìn)行設(shè)計(jì)布置，以達(dá)到良好的功率平衡效果。
為保證中間驅(qū)動(dòng)裝置不因張緊力不足而導(dǎo)致傳動(dòng)失效，設(shè)計(jì)中除在機(jī)頭部儲(chǔ)帶倉后設(shè)置了響應(yīng)速度快的HDW自動(dòng)張緊裝置外，同時(shí)在中間驅(qū)動(dòng)裝置處設(shè)置了張力監(jiān)測(cè)裝置，以保證中間驅(qū)動(dòng)具有足夠的張緊力。
中間驅(qū)動(dòng)裝置（見圖2）由兩∮個(gè)1060x1800mm傳動(dòng)滾筒、三個(gè)∮320x1800mm改向滾筒組成的測(cè)力裝置、機(jī)架及相關(guān)托輥、中間架和受料裝置等組成，它可根據(jù)帶式輸送機(jī)的輸送距離的變化增加或拆掉中間驅(qū)動(dòng)裝置，使輸送機(jī)既能適應(yīng)運(yùn)距的變化又能使輸送機(jī)運(yùn)行在合理的功率值內(nèi)，可充分發(fā)揮設(shè)備的能力，減少能源消耗。
5、高強(qiáng)度新型儲(chǔ)帶機(jī)構(gòu)
順槽可伸縮帶式輸送機(jī)的機(jī)尾是隨著工作面的推進(jìn)移動(dòng)的，因此輸送機(jī)需裝備一個(gè)儲(chǔ)帶機(jī)構(gòu)來儲(chǔ)藏輸送帶，以滿足機(jī)尾的伸長或縮短。
儲(chǔ)帶機(jī)構(gòu)（見圖3）由儲(chǔ)帶轉(zhuǎn)向架、儲(chǔ)帶倉架、游動(dòng)小車和托輥支承小車裝置組成。儲(chǔ)帶轉(zhuǎn)向架布置在機(jī)頭傳動(dòng)裝置之后，由機(jī)架，三個(gè)∮630x1800mm改向滾筒和一個(gè)∮1030x1800mm改向滾筒組成。游動(dòng)小車布置在儲(chǔ)帶倉架的軌道上，由機(jī)架、滑輪組、三個(gè)∮630x1800mm改向滾筒和一個(gè)∮1030x1800mm改向滾筒組成滑輪組。由于要求儲(chǔ)存膠帶的長度達(dá)160m，故儲(chǔ)存部分膠帶設(shè)計(jì)成往返折疊成6層。利用張緊絞車上的鋼絲繩，使游動(dòng)小車移動(dòng)、張緊，改變折疊帶的長度，以達(dá)到儲(chǔ)存或放出膠帶的目的，液壓張緊絞車的鋼絲繩通過滑輪組的倍力功能，實(shí)現(xiàn)以較小的牽引力獲得所需倍數(shù)張緊力，并通過張力傳感器顯示張力的大小。儲(chǔ)帶機(jī)構(gòu)道軌梁一側(cè)焊接了一根L40x5mm角鋼作為小車運(yùn)行道軌。為保證其剛度，在角鋼下面塞填一根(p20mm的圓鋼。小車同側(cè)的車輪也帶有V形槽，這樣不僅提高了游動(dòng)小車的對(duì)中性能，而且不會(huì)因軌道不正帶來附加的橫向力。小車每一支撐導(dǎo)向輪底部裝有L型導(dǎo)輪，既防止小車跑偏，同時(shí)防止掉道。儲(chǔ)帶機(jī)構(gòu)端頭架的底支腿與基礎(chǔ)連接均采用雙孔布置，以確保其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
為了使儲(chǔ)帶轉(zhuǎn)向架與游動(dòng)小車之間間距過大時(shí)膠帶下垂度不致太大、以引起上下層膠帶間摩擦打帶，因此在儲(chǔ)帶倉架的小車軌道上另設(shè)3臺(tái)托輥小車來承托膠帶，它由平托輥，車架、車輪等組成。托輥小車通過牽引鏈與游動(dòng)小車連接，可自動(dòng)調(diào)節(jié)托輥小車的位置。
6、液壓卷帶裝置
高產(chǎn)高效工作面的快速推進(jìn)，要求可伸縮帶式輸送機(jī)能夠方便、快捷，可靠地將儲(chǔ)帶倉內(nèi)儲(chǔ)滿的輸送帶拆除。對(duì)于短距離小運(yùn)力的可伸縮帶式輸送機(jī)，輸送帶帶強(qiáng)低、帶厚薄、重量輕，100m/卷輸送帶的直徑不大，卷帶時(shí)輸送帶處于松弛狀態(tài)，對(duì)卷帶裝置的要求不高，甚至人工也能取出。一般采用小功率蝸輪蝸桿減速器傳動(dòng)，卷帶速度慢，需要多人配合才能取出一卷輸送帶，工作效率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。而對(duì)于長距離大運(yùn)力的可伸縮帶式輸送機(jī)輸送帶帶強(qiáng)高、厚度大、重量大，100米／卷輸送帶的直徑較大，為防止輸送帶跑偏卷帶時(shí)輸送帶需要有一定的張緊力，普通的電動(dòng)絞車卷帶不能滿足要求。
該機(jī)的卷帶裝置由液壓卷帶機(jī)和夾帶裝置組成（見圖4），采用同一泵站和控制系統(tǒng)，泵站電機(jī)功率45kW，夾帶裝置采用設(shè)置兩道固定底帶液壓油缸夾帶裝置，一道移動(dòng)底帶液壓油缸夾帶裝置。卷帶機(jī)采用低速大扭矩液壓馬達(dá)卷帶，卷帶機(jī)上下可調(diào)。卷帶機(jī)芯軸采用方軸，卷帶時(shí)有鎖定裝置，防止卷帶機(jī)擺動(dòng)。卷帶方便、可靠、快捷，能實(shí)現(xiàn)一人半小時(shí)內(nèi)完成100m/卷輸送帶的拆除工作，需拆下的輸送帶也能方便地側(cè)轉(zhuǎn)到巷道內(nèi)運(yùn)出。
7、其它部件
卸載裝置由∮1030x1800mm改向滾筒、清掃器及機(jī)架組成。卸載機(jī)架采用三角形焊接結(jié)構(gòu)，裝有可以改變卸載位置的探梁，在機(jī)架前端下方裝有P型、H型兩個(gè)鋁合金清掃器。
驅(qū)動(dòng)裝置由防爆電動(dòng)機(jī)、蛇形彈簧聯(lián)軸器、CST等組成。CST通過蛇形彈簧聯(lián)軸器分別與電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)裝置滾筒相聯(lián)。
機(jī)頭部主傳動(dòng)裝置由∮1040x1800mm傳動(dòng)滾筒，∮1030x1800mm改向滾筒和傳動(dòng)機(jī)架組成。副傳動(dòng)裝置由∮1060x1800mm傳動(dòng)滾筒、∮1030x1800mm改向滾筒和傳動(dòng)機(jī)架組成。傳動(dòng)滾筒和改向滾筒均采用鑄焊結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)型滾筒體和軸采用脹套連接，安裝方便，連接可靠。傳動(dòng)滾筒包菱形阻燃橡膠，以增加與輸送帶的摩擦系數(shù)。機(jī)架為倒T型焊接結(jié)構(gòu)件，重量輕，受力合理。
機(jī)身由支腿、縱梁、上托輥架、上托輥、V形托輥等組成。中間架要適用于地面安裝，帶有可調(diào)節(jié)支腿，堅(jiān)固耐用。機(jī)身采用易于拆卸的E型銷連接方式，縱梁、支腿、上托輥架采用E形銷聯(lián)接，拆裝調(diào)整方便。托輥直徑∮159mm，上托輥間距為1.5m，采用品字型布置，槽角35°下托輥間距為3m，槽角10°。
8、結(jié)語
該輸送機(jī)設(shè)計(jì)制造完成后，先后在神華能源神東煤炭分公司，萬利煤炭分公司以及黃陵礦業(yè)集團(tuán)公司等礦井投入使用。使用中輸送機(jī)起動(dòng)、制動(dòng)平穩(wěn)，各部件運(yùn)行正常，表明特大型順槽可伸縮輸送機(jī)的設(shè)計(jì)研制是成功的。
