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0、引言
    DSP1080可伸縮膠帶機(jī)是煤礦運(yùn)輸?shù)亩ㄐ彤a(chǎn)品，因其機(jī)身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，折裝方便，被廣泛的應(yīng)用于煤礦采掘設(shè)備的后配套運(yùn)輸系統(tǒng)中。但隨著采煤現(xiàn)代化的快速發(fā)展和礦井產(chǎn)能的不斷提高，DSP1080結(jié)構(gòu)的特殊性和早期設(shè)計(jì)存在的缺陷不斷顯現(xiàn)出來，尤其在神東礦區(qū)千萬噸級(jí)礦井的連采配套使用中暴露出了許多問題，已無法滿足現(xiàn)代化、高產(chǎn)能礦井的需要。因此，對(duì)DSP1080可伸縮膠帶機(jī)進(jìn)行了全面的改型設(shè)計(jì)。
1、DSP1080膠帶機(jī)的改型原則及改型特點(diǎn)
1.1DSP1080膠帶機(jī)使用中的缺點(diǎn)
    近幾年，通過對(duì)該膠帶機(jī)在神東及周邊礦區(qū)的使用情況進(jìn)行調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)該膠帶機(jī)存在如下缺點(diǎn)：①主傳動(dòng)滾筒輸入端軸太長(zhǎng)，不方便拆裝搬運(yùn)，一旦發(fā)生磕碰變形，很難保證驅(qū)動(dòng)部在安裝后的正常使用；②驅(qū)動(dòng)部減速器在使用中容易損壞，發(fā)生漏液或故障時(shí)須經(jīng)常更換；③聯(lián)動(dòng)齒輪過早失效，且在運(yùn)行中產(chǎn)生很大的震動(dòng)和噪音；④機(jī)頭架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，強(qiáng)度低，且易變形；傳動(dòng)滾筒換向必須在地面維修廠進(jìn)行，使維修困難；⑤經(jīng)常發(fā)生液力偶合器燒毀現(xiàn)象；⑥游動(dòng)和分層托輥小車在使用中經(jīng)常發(fā)生跑偏掉道現(xiàn)象；儲(chǔ)帶倉(cāng)架容易變形，再次使用安裝時(shí)基本無法正常對(duì)位；儲(chǔ)帶倉(cāng)全封閉的結(jié)構(gòu)形式使改向滾筒的維護(hù)和更換非常困難；⑦張緊部分操作困難，張緊拉力靠經(jīng)驗(yàn)判斷，膠帶機(jī)啟動(dòng)時(shí)容易打滑或鋼絲繩經(jīng)常斷股提前失效；⑧張緊驅(qū)動(dòng)部減速器經(jīng)常損壞；⑨卷帶操作困難，取換帶時(shí)推拉裝置基本無法正常使用；⑩膨脹銷結(jié)構(gòu)的縱梁在安裝時(shí)較困難，敲打過猛容易使膨脹銷毛頭并提前失效；⑩機(jī)尾強(qiáng)度不夠，容易拉壞，緩沖托輥更換困難；整機(jī)運(yùn)送長(zhǎng)度變化時(shí)與驅(qū)動(dòng)功率匹配沒有調(diào)整和選擇余地。
1.2 DSP1080膠帶機(jī)改型設(shè)計(jì)的原則
    在改型設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮傳承原膠帶機(jī)本身的優(yōu)點(diǎn)，針對(duì)所存在的缺點(diǎn)和問題，關(guān)鍵部位必須進(jìn)行徹底的改型設(shè)計(jì)；保證DSP1080膠帶機(jī)與改型設(shè)計(jì)后主體產(chǎn)品的互換性；增加膠帶機(jī)的實(shí)用性和操作的靈活性；提高膠帶機(jī)的整機(jī)性能；使拆裝、換位更為便捷，產(chǎn)品在使用和維護(hù)時(shí)突出人性化概念。
    具體原則歸納為：①保留機(jī)身原有的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)；②提高輸送量和輸送長(zhǎng)度，其它主要參數(shù)不變；③簡(jiǎn)化機(jī)頭、儲(chǔ)帶倉(cāng)、機(jī)尾等結(jié)構(gòu)形式，使其具備更高的承載和拆裝能力；④徹底改善張緊方式和提高張緊能力；⑤重新考慮驅(qū)動(dòng)布置方式，改善運(yùn)送長(zhǎng)度和功率相互匹配的變通能力；⑥改變卷帶模式，重新設(shè)計(jì)卷帶裝置，使其具備良好實(shí)用性；⑦具備與原DSP1080膠帶機(jī)的主體互換功能；⑧采用單側(cè)集中潤(rùn)滑；⑨具備增加中部驅(qū)動(dòng)條件，提高總體水平運(yùn)送長(zhǎng)度；⑩提高整機(jī)性能，使拆裝和換向更為便捷，多次使用時(shí)安裝具備良好的對(duì)位性和準(zhǔn)確性。
1.3  改型后整機(jī)的結(jié)構(gòu)形式及主要特點(diǎn)
    結(jié)構(gòu)形式：根據(jù)DSP1080膠帶機(jī)改型設(shè)計(jì)的基本原則，在設(shè)計(jì)DSJ100/100/2 x160膠帶機(jī)時(shí)，機(jī)身仍然保持原來標(biāo)準(zhǔn)段的結(jié)構(gòu)形式，傳動(dòng)原理基本不變，繞帶方式略有不同，驅(qū)動(dòng)方式有所改變，由單驅(qū)160 kW雙滾筒、聯(lián)動(dòng)齒輪傳動(dòng)改變?yōu)?60 kW雙電機(jī)、雙滾筒分別驅(qū)動(dòng)方式，功率配比分別為160 kW或2 x160 kW；驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)滾筒的聯(lián)接方式由原來的吊掛式改變?yōu)榛�座式鼓型齒式（或蛇形簧）聯(lián)軸器連接；機(jī)頭采用大型材，倒T型組焊整體底座、卸載為大型材散件形式、復(fù)合組成三角架體為主的方式；儲(chǔ)帶倉(cāng)由原來的兩邊框式結(jié)構(gòu)改變?yōu)榈鬃�結(jié)構(gòu)；固定和游動(dòng)小車的改向滾筒由原臺(tái)階式布置改變?yōu)榇笮�滾筒同水平布置結(jié)構(gòu)；張緊系統(tǒng)徹底更新設(shè)計(jì)，具備自動(dòng)、手動(dòng)、卷帶三種運(yùn)行模式和快速反應(yīng)的絞車控制；卷帶采用獨(dú)立可拆結(jié)構(gòu)，并有回轉(zhuǎn)和升降功能；機(jī)身基本不變，只是將縱梁連接由漲銷改變?yōu)镋型銷插入式連接；機(jī)尾采用獨(dú)立可調(diào)式結(jié)構(gòu)，并取消部分托輥種類；整機(jī)改型設(shè)計(jì)主要集中在：卸載架、機(jī)頭架、驅(qū)動(dòng)裝置、儲(chǔ)帶倉(cāng)、卷帶和機(jī)尾部分，使得整機(jī)結(jié)構(gòu)變的更加緊湊合理、使用和拆裝更為安全和便捷、整體性能全面提高。本機(jī)永平運(yùn)送長(zhǎng)度根據(jù)功率配比，可分別達(dá)到1 250 m、2 500 m距離，當(dāng)驅(qū)動(dòng)功率為4 x160 kW時(shí)，最大運(yùn)送長(zhǎng)度可以達(dá)到5 000 m，小時(shí)運(yùn)送能力全部為1000t。改型設(shè)計(jì)后的機(jī)頭驅(qū)動(dòng)、儲(chǔ)帶倉(cāng)、機(jī)尾都能單獨(dú)與原膠帶機(jī)獨(dú)立匹配使用；部分改向滾筒與原機(jī)互換；機(jī)身具有完全互換功能。
    主要特點(diǎn)：輸送量大、運(yùn)送距離長(zhǎng)，功率匹配靈活可變；主體部分強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具備加裝中部驅(qū)動(dòng)的能力；拆裝方便、快捷，多次安裝對(duì)位性和準(zhǔn)確性好；具有張緊自動(dòng)適應(yīng)能力，卷帶方便，整機(jī)操作更為簡(jiǎn)單；驅(qū)動(dòng)換向操作方便，可實(shí)現(xiàn)就地?fù)Q向，傳動(dòng)效率高；儲(chǔ)帶倉(cāng)小車受力對(duì)稱，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上消除了跑偏或側(cè)翻的可能；卸載具有加長(zhǎng)功能，可滿足多種搭接方式。
2、DSJ100/100/2×160膠帶機(jī)設(shè)計(jì)
2.1具體設(shè)計(jì)方案
    卸載部：①卸載部基本形式依然為三角架結(jié)構(gòu)，其三角結(jié)構(gòu)的一半是以機(jī)頭架為主，不僅整體強(qiáng)度和剛度比傳統(tǒng)三角結(jié)構(gòu)形式大大提高，基本結(jié)構(gòu)也極為簡(jiǎn)化；同時(shí)滾筒加長(zhǎng)座與支撐座的組合使可調(diào)式滾筒可以滿足搭接皮帶和直接卸載的要求；②卸載部前端清掃器采用內(nèi)置式彈簧整體結(jié)構(gòu)形式，清掃刮板材料為聚胺脂，并整體固定在前端支架上，分別為前后兩道清掃，改善清掃效果；③卸載滾筒采用內(nèi)置式軸承座，其承載合張力按照3 000 m水平運(yùn)送距離設(shè)計(jì)，外形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，易于調(diào)節(jié)，定位精度要求低。
    機(jī)頭部：①機(jī)頭架主體結(jié)構(gòu)以H型鋼材和矩形鋼管焊接而成，是以底座為主的倒T型組件。當(dāng)與卸載部組合安裝時(shí)，主立柱與卸載梁直接搭載，與之組合固定形成整體，使卸載和機(jī)頭的整體組合結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好，受力更加合理，整體承載能力全面提高；②主、副傳動(dòng)滾筒坐落在機(jī)頭架上，布置及傳動(dòng)原理仍保持原有方式，軸承座采用四孔可調(diào)型，增加滾筒安裝的穩(wěn)定性和可調(diào)性，滾筒采用雙出軸，便于驅(qū)動(dòng)裝置的增減。
    驅(qū)動(dòng)裝置：①驅(qū)動(dòng)座為立式組焊單獨(dú)結(jié)構(gòu)，在一側(cè)可同時(shí)安裝兩臺(tái)對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)裝置，其高低搭配由可拆式電機(jī)調(diào)節(jié)底座和減速器加高座實(shí)現(xiàn)，底座前后左右均設(shè)計(jì)有頂絲板，便于電機(jī)、減速器安裝找正；②驅(qū)動(dòng)裝置的減速器電機(jī)及聯(lián)軸器技術(shù)參數(shù)是以設(shè)計(jì)計(jì)算為依據(jù)，選用沈陽(yáng)傳動(dòng)公司的K167YB2315 L4型減速電機(jī)作為本機(jī)的主驅(qū)動(dòng)，其特點(diǎn)是減速器與電機(jī)采用直聯(lián)方式，直交軸水平輸出。驅(qū)動(dòng)控制選用北京山潛公司的ZJT - 250/660礦用安全型變頻調(diào)整裝置；③單機(jī)驅(qū)動(dòng)布置方式為單電機(jī)機(jī)頭集中雙滾筒驅(qū)動(dòng)，雙機(jī)驅(qū)動(dòng)為雙電機(jī)雙滾筒分別驅(qū)動(dòng)，同時(shí)也滿足長(zhǎng)距離加中部驅(qū)動(dòng)布置方式，其驅(qū)動(dòng)布置形式與單機(jī)機(jī)頭形式一樣；④改型設(shè)計(jì)后的產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)運(yùn)送長(zhǎng)度與驅(qū)動(dòng)功率靈活配比，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和靈活性。
    儲(chǔ)帶倉(cāng)：①儲(chǔ)帶倉(cāng)依然采用傳統(tǒng)的四層儲(chǔ)帶方式，儲(chǔ)帶長(zhǎng)度為120 m，儲(chǔ)帶倉(cāng)整體有效儲(chǔ)帶長(zhǎng)度30 m。反向架與游動(dòng)小車改向滾筒由原來的臺(tái)階式布置改為大小滾筒同水平對(duì)稱布置，完全解決了過去游動(dòng)小車在張緊過程中產(chǎn)生落道的問題；②儲(chǔ)帶倉(cāng)固定段、標(biāo)準(zhǔn)段和張緊段主體由過去的兩邊筐式結(jié)構(gòu)變?yōu)楝F(xiàn)在的底座式整體結(jié)構(gòu)，底座與地面安裝定位是通過可調(diào)下支腿實(shí)現(xiàn)的，其底面距地面高度為356 mm，便于清理巷道地板的煤泥，并使儲(chǔ)帶倉(cāng)水平度在安裝時(shí)具備隨機(jī)可調(diào)節(jié)功能；③游動(dòng)小車采用槽鋼框式結(jié)構(gòu)，滾筒軸線不僅與框架結(jié)構(gòu)中心重合，同時(shí)也和繩輪組軸線處于同一水平面，徹底消除了反轉(zhuǎn)分力，使得小車在運(yùn)行中處于絕對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)；④游動(dòng)小車和分層托輥小車運(yùn)行道軌采用單側(cè)導(dǎo)向?qū)к墸�提高了小車的�?duì)中性，徹底解決了小車跑偏和掉道問題；⑤每一節(jié)儲(chǔ)帶倉(cāng)兩側(cè)端頭設(shè)有導(dǎo)軌定位銷和限位板，起到快速對(duì)正、準(zhǔn)確安裝的作用，且裝配精度高；⑥儲(chǔ)帶倉(cāng)的支腿設(shè)有多個(gè)調(diào)節(jié)孔，與儲(chǔ)帶倉(cāng)大架連接，通過調(diào)節(jié)螺栓位置，可使軌道面保持在同一水平面上；⑦分層托輥小車設(shè)計(jì)了自移裝置，省去了人工移動(dòng)定位的麻煩；⑧游動(dòng)小車和固定反向架的改向滾筒采用內(nèi)置式軸承座，可與原滾筒實(shí)現(xiàn)互換，采用對(duì)稱式安裝，可以通過微量調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)滾筒之間相對(duì)平行，防止皮帶跑偏；⑨儲(chǔ)帶倉(cāng)上部縱梁的安裝是通過其邊立柱支撐的，具有快速拆裝性，在實(shí)際使用中給檢修和更換小車帶來極大的方便。
    機(jī)身：①機(jī)身基本結(jié)構(gòu)采用原來的形式，縱梁與H架的連接采用了U型銷的方式，取代了脹銷聯(lián)接；②H架底帶較原高度提高到350 mm以上，其與縱梁連接由管座結(jié)構(gòu)形式變?yōu)橹虚g槽結(jié)構(gòu)形式，使縱梁中心定位更為準(zhǔn)確；③其他部位均保持原有特性，上下托輥布置方式和連接形式不變；④即使采用U型銷連接，其縱梁和H架也具備與DSP1080的完全互換功能。
    張緊裝置：為了使整機(jī)啟動(dòng)性能得到徹底的改善，對(duì)張緊絞車及其控制系統(tǒng)做了全新的設(shè)計(jì)，在此類膠帶機(jī)中第一次應(yīng)用了自動(dòng)張緊、手動(dòng)張緊、卷帶3種工作模式的設(shè)計(jì)理念，使膠帶機(jī)在正常運(yùn)行、接續(xù)膠帶和檢修更換的狀態(tài)下獲得完全獨(dú)立的自動(dòng)控制和隨機(jī)控制能力。①?gòu)埦o系統(tǒng)中的執(zhí)行部分由15 kW的電磁制動(dòng)電機(jī)、高速聯(lián)軸器、行星輪直角傳動(dòng)減速器及張緊絞車卷筒總成等組成；②張緊絞車的控制是由張緊軟啟動(dòng)控制開關(guān)、拉力傳感器、變送器、PLC控制器和組合開關(guān)組成的一個(gè)綜合的自動(dòng)控制系統(tǒng)；③張緊絞車可以根據(jù)張緊系統(tǒng)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)張緊或松繩，實(shí)現(xiàn)膠帶機(jī)在啟動(dòng)和運(yùn)行中的張力平衡；④張緊絞車具備快速反應(yīng)、自動(dòng)平衡、斷電自動(dòng)保護(hù)的特性，可實(shí)現(xiàn)在移機(jī)尾時(shí)自動(dòng)張緊功能。
    卷帶裝置：基本結(jié)構(gòu)采用獨(dú)立懸臂形式，使得卷帶機(jī)的操作過程更加簡(jiǎn)單、容易和靈活。①卷帶機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用SEW減速電機(jī)，其基本連接為直連方式；②卷帶機(jī)具備升降、回轉(zhuǎn)功能，使卷帶和取裝膠帶時(shí)操作非常便捷；③獨(dú)立設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，不僅滿足于整機(jī)安裝時(shí)配套使用，也可以獨(dú)立于系統(tǒng)外直接使用，改變卷放帶的使用地點(diǎn)和場(chǎng)合；④卷帶機(jī)在整機(jī)配套安裝中，其出入口設(shè)有手動(dòng)夾帶裝置，兩者配合使卷放帶操作變的更加快捷和方便。
    機(jī)尾：①改型設(shè)計(jì)為獨(dú)立機(jī)尾，由緩沖底板代替緩沖托輥，材料采用整體耐磨橡膠板；②機(jī)尾整體具備高度可調(diào)節(jié)功能。滾筒直徑為400 mm，軸承等級(jí)加大，使用壽命提高；③具備與機(jī)身自由組合性，使用十分方便。
    中部驅(qū)動(dòng)：DSJ100/100的改型設(shè)計(jì)完全具備加裝中部驅(qū)動(dòng)的要求，如若需要可根據(jù)用戶使用情況增設(shè)。①中部驅(qū)動(dòng)布置方式與機(jī)頭完全一致，主副傳動(dòng)滾筒可以和機(jī)頭互換；②加中部驅(qū)動(dòng)需要對(duì)局部和清掃部位進(jìn)行改進(jìn)；③增加返回帶面的張力傳感器，使長(zhǎng)距離運(yùn)送的中部驅(qū)動(dòng)獲得更加準(zhǔn)確的啟動(dòng)信息。
2.2改型設(shè)計(jì)效果及經(jīng)濟(jì)效益分析
    改型設(shè)計(jì)效果：①驅(qū)動(dòng)裝置由吊掛變?yōu)槁涞厥剑�取消了液力偶合器和�?lián)動(dòng)齒輪；提高傳動(dòng)效率，降低膠帶基本張力，實(shí)現(xiàn)運(yùn)送長(zhǎng)度和功率的靈活匹配；②主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改變使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，強(qiáng)度提高，滿足更長(zhǎng)運(yùn)送距離的要求，換向、拆裝方便快捷；多次安裝對(duì)位性和準(zhǔn)確性高；儲(chǔ)帶倉(cāng)繞帶方式的改變和改向滾筒布置方式的變化徹底解決原機(jī)在使用中經(jīng)常出現(xiàn)小車掉道問題；③張緊系統(tǒng)的重新設(shè)計(jì)和定位，使膠帶機(jī)初張力大大降低、啟動(dòng)平穩(wěn)順暢，不僅在運(yùn)行中，即使在緊急停車時(shí)張力也能保證自動(dòng)平衡；接續(xù)和取帶可操作性強(qiáng)；④卷帶機(jī)基本形式和結(jié)構(gòu)的變化使撤換膠帶方便快捷；異地和本機(jī)匹配實(shí)用性強(qiáng)；⑤標(biāo)準(zhǔn)段具備快速的拆裝條件；取消了緩沖和過渡托輥；所有滾筒采用單側(cè)集中注油潤(rùn)滑；整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在操作、維護(hù)方面充分體現(xiàn)人性化概念。
    經(jīng)濟(jì)效益分析：①?gòu)闹饕獏��?shù)比較。改型后小時(shí)輸送量提高，輸送長(zhǎng)度增加，經(jīng)濟(jì)效益相應(yīng)增加；②從整機(jī)結(jié)構(gòu)比較。改型后使用雙電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)，輸送長(zhǎng)度較原機(jī)長(zhǎng)了1.5倍，當(dāng)輸送長(zhǎng)度等同時(shí)，使用三套DSP1080膠帶機(jī)與一套DSJ100/100相比，不僅節(jié)省部分設(shè)備及膠帶的購(gòu)置費(fèi)，還可減少設(shè)備故障率、維護(hù)檢修費(fèi)、員工數(shù)量及工資、降低電耗、油耗等，即提高了經(jīng)濟(jì)效益，又達(dá)到節(jié)能降耗的目的；③通過性能參數(shù)、結(jié)構(gòu)及價(jià)格比較說明改型后的經(jīng)濟(jì)效益也是可觀的。
3、結(jié)語(yǔ)
    DSJ100/100/2×160型膠帶機(jī)是原DSP1080機(jī)型的改型設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)除解決原機(jī)本身在實(shí)際使用當(dāng)中存在的問題外，同時(shí)也充分考慮和采納了神東公司各使用單位對(duì)原機(jī)整體改進(jìn)的建議和意見。
    在設(shè)計(jì)中充分考慮了該類現(xiàn)有產(chǎn)品的使用情況和技術(shù)水平，在吸取國(guó)外膠帶機(jī)先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)在神東該類皮帶機(jī)的控制水平和已用的技術(shù)改進(jìn)成果，最終完成了DSP1080膠帶機(jī)改型的初步設(shè)計(jì)。在改型設(shè)計(jì)中引入了全新的概念，如張緊自動(dòng)控制、分別驅(qū)動(dòng)加軟啟動(dòng)、卷帶模式變更、繞帶方式的變化和主體結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，使該機(jī)在使用和維護(hù)方面較原機(jī)型有了突破性的提高，更加符合神東礦區(qū)連采后配套運(yùn)送裝備的要求。
    目前，DSJ100/100整體選型設(shè)計(jì)方案已經(jīng)完成，配套控制系統(tǒng)也已經(jīng)完善，且第一部膠帶機(jī)加工制作也完成，交付使用后，反映效果很好，現(xiàn)在DSJ100/100/2×160型膠帶機(jī)已批量生產(chǎn)，替代了DSP1080膠帶機(jī)。