皮带自移机尾调节装置的改进设计

李广庆

（中煤张家口煤矿机械有限责任公司；河北省高端智能矿山装备技术创新中心，河北张家口 076250）

0 引言

我国是煤炭生产和消费大国，而煤矿智能化开采已成为我国煤炭工业十四五规划发展中的重要发展趋势，所以推动综采技术与设备的创新势在必行。综采工作面中皮带自移机尾快速推进的效率提升能够极大地提高输送机的开机率[1]。本文介绍的皮带自移机尾调节装置是皮带自移机尾重要的组成部分。齿轮齿条式和油缸伸缩式皮带自移机尾调节装置的全新设计能够满足综采配套设备快速推进的需要，同时有效的提高煤矿煤炭资源的产量。

1 现有浮动托辊式皮带机自移机尾调节装置存在的问题

目前，采煤工作面一般采用长壁后退式采煤工艺，使用顺槽带式运输机运煤，带式运输机一般采用长度为2～3m 的中间架顺序支撑，带式运输机尾部采用皮带自移机尾与顺槽转载机搭接，实现工作面快速推进的需要[2]。采煤工作面推进时，带式运输机的运输长度随之缩短，在采煤机采完三个节身后需要停机并拆卸一定数量的运输机中间架，然后张紧皮带以便继续推进，拆卸中间架均需要停机后人工拆卸并搬运，严重影响生产效率。

另外，由于受顺槽高度的限制，位于顺槽转载机下部与之搭接的皮带自移机尾高度一般比带式运输机中间架底，带面衔接有落差，容易造成撒煤。目前，皮带自移机尾中，采用浮动托辊式皮带自移机尾调节装置见图1 的较多，这种结构只能调节皮带自移机尾出入口带面的高度，无法减少拆卸皮带机中间架的次数，所以这种结构在使用的过程中不仅导致井下工人劳动强度加大，而且也无法有效的提高矿井的生产效率。

图1 浮动托辊式皮带机自移机尾调节装置

2 齿轮齿条式皮带自移机尾调节装置的设计

齿轮齿条式皮带自移机尾调节装置见图2～图6 所示，在皮带自移机尾主体前面两侧设置平行布置的固定套、第一级伸缩套、第二级伸缩套、第三级伸缩套、调高缸、和伸缩缸。固定套上端与皮带自移机尾主体铰接，固定套、第一级伸缩套、第二级伸缩套、第三级伸缩套逐级嵌套；调高缸一端与主体铰接，另一端与固定套铰接；托辊架安装在平行的固定套和各级伸缩套间。

图2 齿轮齿条式皮带自移机尾调节装置完全伸出的主视图

图3 齿轮齿条式皮带自移机尾调节装置完全伸出的俯视图

图4 齿轮齿条式皮带自移机尾调节装置完全缩回的主视图

图5 齿轮齿条式皮带自移机尾调节装置完全缩回的俯视图

图6 图4 的K 向视图

固定套、第一级伸缩套、第二级伸缩套和第三级伸缩套之间采用齿轮齿条传动；伸缩缸一端固定在固定套上，另一端固定在第一级伸缩套上。固定套前半段下部设置有齿条；第一级伸缩套中间位置设置有大齿轮，前半段下部设置有齿条；第二级伸缩套中间位置设置有小齿轮，后半段上部设置有齿条；第三级伸缩套后半段上部设置有齿条。

第一级伸缩套中间位置的大齿轮同时与固定套前半段下部的齿条和第二级伸缩套后半段上部的齿条啮合；第二级伸缩套中间位置的小齿轮同时与第一级伸缩套前半段下部的齿条和第三级伸缩套后半段上部的齿条啮合。伸缩缸动作时，第一级伸缩套移动距离为伸缩缸的行程；第二级伸缩套在大齿轮推动下相对第一级伸缩套移动距离等于伸缩缸的行程；第三级伸缩套在小齿轮推动下相对第二级伸缩套移动距离也等于伸缩缸的行程，因此第三级伸缩套相对固定套的移动距离为三倍的伸缩缸的行程。第一级伸缩套中间位置的大齿轮与第二级伸缩套中间位置的小齿轮齿宽方向留有间隙H≥10mm，可以保证各级伸缩套及齿条间互不干涉。

该结构运用了液压缸和齿轮齿条传动[3]，在乳化液泵站提供动力的情况下，通过液压缸的作用，齿轮齿条的传动带动皮带自移机尾调节装置上的各级伸缩套前后移动。同时伸缩套中上下交错布置的齿条可以作为前一级伸缩套的导轨，并为之导向，使各级伸缩套动作更顺畅。同时调高缸可以灵活地调节皮带自移装置出入口带面的高度，保证皮带上带面高度的合理性。齿轮齿条式皮带自移机尾调节装置优点是结构简单、传动平稳、伸缩量大，可以在井下生产班时有效的减少拆卸皮带机中间架的次数；最终达到矿井高产高效的目的[4]。

3 油缸伸缩式皮带自移机尾调节装置的设计

油缸伸缩式皮带自移机尾调节装置见图7 和图8，油缸伸缩式皮带自移机尾调节装置尾端与皮带自移机尾头端架用销轴联接，同时前后由联接杆9 和加强杆11 联接最终形成一个刚性的框架整体结构。在整个皮带自移机尾调节装置上布置了四组托辊架2、3。该装置包括逐级嵌套的第一级伸缩套（即左一/右一联接套）、第二级伸缩套（即左/右联接套）和第三级伸缩套（即左/右联接梁）。第二级伸缩套焊接贯穿侧板的销子，第三级伸缩套侧板上开有长圆孔，这两级伸缩套嵌套在一起组成伸缩套组件（即左/右联接套）1、10。推移缸12 的缸筒和活塞杆分别与第一级伸缩套4、13 和第三级伸缩套相连，在该液压缸12 的作用下第三级伸缩套伸出；当伸到一定长度时，第三级伸缩套会带动第二级伸缩套伸出，直到第二级伸缩套和固定套之间的链条6绷直，第二级伸缩套停止伸出。第三级伸缩套最终伸长量为2300mm。两级伸缩套和第一级伸缩套都安装有托辊架，用于支撑上皮带。第三级伸缩套前端还安装了调高缸8 和导向轮7。

图7 油缸伸缩式皮带自移机尾调节装置完全缩回的主视图

图8 油缸伸缩式皮带自移机尾调节装置完全缩回的俯视图

该装置的使用可以减少拆卸皮带机中间架的次数；也可以调节皮带自移装置出入口带面的高度，以便在一定的范围内适应皮带机的高度变化，减少煤的外泄，增强自移装置的适用性。在油缸伸缩式皮带自移机尾调节装置下面设置了刮煤板，作用是清除下胶带上表面的煤尘等杂物。同时在运行过程中皮带自移机尾的操作者，根据实际情况可随时通过调高缸和推移缸调整托辊多向调节装置的高度和伸出的长度，来适应皮带机和自移装置间的高度差和距离变化和顺槽地面的起伏[4]。

4 结语

总之，不管是齿轮齿条式皮带自移机尾调节装置还是油缸伸缩式皮带自移机尾调节装置它们不仅能够在生产中减少工人拆架次数，降低井下工人的劳动强度，而且能够保证采煤机连续采煤实现综采工作面高产高效作业。同时能够有效的适应顺槽底板的起伏变化、皮带机和自移装置高度配套落差及拆架工序安排差异等问题，有效的解决从皮带机末端机架到自移机尾间的过渡段皮带无支承、支承高度不合适，导致皮带成槽不好，原煤外泄等问题。

皮带自移机尾调节装置的新技术、新结构的使用为今后的皮带自移机尾的设计提供了有益的借鉴，更是响应了国家对智能化矿井建设的高要求。