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0、引言
    DSP1080可伸縮膠帶機是煤礦運輸?shù)亩ㄐ彤a(chǎn)品，因其機身結(jié)構(gòu)簡單，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)計存在的缺陷不斷顯現(xiàn)出來，尤其在神東礦區(qū)千萬噸級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DSP1080可伸縮膠帶機進(jìn)行了全面的改型設(shè)計。
1、DSP1080膠帶機的改型原則及改型特點
1.1DSP1080膠帶機使用中的缺點
    近幾年，通過對該膠帶機在神東及周邊礦區(qū)的使用情況進(jìn)行調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)該膠帶機存在如下缺點：①主傳動滾筒輸入端軸太長，不方便拆裝搬運，一旦發(fā)生磕碰變形，很難保證驅(qū)動部在安裝后的正常使用；②驅(qū)動部減速器在使用中容易損壞，發(fā)生漏液或故障時須經(jīng)常更換；③聯(lián)動齒輪過早失效，且在運行中產(chǎn)生很大的震動和噪音；④機頭架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，強度低，且易變形；傳動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；儲帶倉架容易變形，再次使用安裝時基本無法正常對位；儲帶倉全封閉的結(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)驗判斷，膠帶機啟動時容易打滑或鋼絲繩經(jīng)常斷股提前失效；⑧張緊驅(qū)動部減速器經(jīng)常損壞；⑨卷帶操作困難，取換帶時推拉裝置基本無法正常使用；⑩膨脹銷結(jié)構(gòu)的縱梁在安裝時較困難，敲打過猛容易使膨脹銷毛頭并提前失效；⑩機尾強度不夠，容易拉壞，緩沖托輥更換困難；整機運送長度變化時與驅(qū)動功率匹配沒有調(diào)整和選擇余地。
1.2 DSP1080膠帶機改型設(shè)計的原則
    在改型設(shè)計時必須考慮傳承原膠帶機本身的優(yōu)點，針對所存在的缺點和問題，關(guān)鍵部位必須進(jìn)行徹底的改型設(shè)計；保證DSP1080膠帶機與改型設(shè)計后主體產(chǎn)品的互換性；增加膠帶機的實用性和操作的靈活性；提高膠帶機的整機性能；使拆裝、換位更為便捷，產(chǎn)品在使用和維護(hù)時突出人性化概念。
    具體原則歸納為：①保留機身原有的結(jié)構(gòu)形式和特點；②提高輸送量和輸送長度，其它主要參數(shù)不變；③簡化機頭、儲帶倉、機尾等結(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)動布置方式，改善運送長度和功率相互匹配的變通能力；⑥改變卷帶模式，重新設(shè)計卷帶裝置，使其具備良好實用性；⑦具備與原DSP1080膠帶機的主體互換功能；⑧采用單側(cè)集中潤滑；⑨具備增加中部驅(qū)動條件，提高總體水平運送長度；⑩提高整機性能，使拆裝和換向更為便捷，多次使用時安裝具備良好的對位性和準(zhǔn)確性。
1.3  改型后整機的結(jié)構(gòu)形式及主要特點
    結(jié)構(gòu)形式：根據(jù)DSP1080膠帶機改型設(shè)計的基本原則，在設(shè)計DSJ100/100/2 x160膠帶機時，機身仍然保持原來標(biāo)準(zhǔn)段的結(jié)構(gòu)形式，傳動原理基本不變，繞帶方式略有不同，驅(qū)動方式有所改變，由單驅(qū)160 kW雙滾筒、聯(lián)動齒輪傳動改變?yōu)?60 kW雙電機、雙滾筒分別驅(qū)動方式，功率配比分別為160 kW或2 x160 kW；驅(qū)動與傳動滾筒的聯(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；儲帶倉由原來的兩邊框式結(jié)構(gòu)改變?yōu)榈鬃�結(jié)構(gòu)；固定和游動小車的改向滾筒由原臺階式布置改變?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，具備自動、手動、卷帶三種運行模式和快速反應(yīng)的絞車控制；卷帶采用獨立可拆結(jié)構(gòu)，并有回轉(zhuǎn)和升降功能；機身基本不變，只是將縱梁連接由漲銷改變?yōu)镋型銷插入式連接；機尾采用獨立可調(diào)式結(jié)構(gòu)，并取消部分托輥種類；整機改型設(shè)計主要集中在：卸載架、機頭架、驅(qū)動裝置、儲帶倉、卷帶和機尾部分，使得整機結(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。本機永平運送長度根據(jù)功率配比，可分別達(dá)到1 250 m、2 500 m距離，當(dāng)驅(qū)動功率為4 x160 kW時，最大運送長度可以達(dá)到5 000 m，小時運送能力全部為1000t。改型設(shè)計后的機頭驅(qū)動、儲帶倉、機尾都能單獨與原膠帶機獨立匹配使用；部分改向滾筒與原機互換；機身具有完全互換功能。
    主要特點：輸送量大、運送距離長，功率匹配靈活可變；主體部分強度高，結(jié)構(gòu)簡單，具備加裝中部驅(qū)動的能力；拆裝方便、快捷，多次安裝對位性和準(zhǔn)確性好；具有張緊自動適應(yīng)能力，卷帶方便，整機操作更為簡單；驅(qū)動換向操作方便，可實現(xiàn)就地?fù)Q向，傳動效率高；儲帶倉小車受力對稱，結(jié)構(gòu)設(shè)計上消除了跑偏或側(cè)翻的可能；卸載具有加長功能，可滿足多種搭接方式。
2、DSJ100/100/2×160膠帶機設(shè)計
2.1具體設(shè)計方案
    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)的一半是以機頭架為主，不僅整體強度和剛度比傳統(tǒng)三角結(jié)構(gòu)形式大大提高，基本結(jié)構(gòu)也極為簡化；同時滾筒加長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水平運送距離設(shè)計，外形結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，易于調(diào)節(jié)，定位精度要求低。
    機頭部：①機頭架主體結(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，主立柱與卸載梁直接搭載，與之組合固定形成整體，使卸載和機頭的整體組合結(jié)構(gòu)更為簡單，強度高、穩(wěn)定性好，受力更加合理，整體承載能力全面提高；②主、副傳動滾筒坐落在機頭架上，布置及傳動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)動裝置的增減。
    驅(qū)動裝置：①驅(qū)動座為立式組焊單獨結(jié)構(gòu)，在一側(cè)可同時安裝兩臺對稱的驅(qū)動裝置，其高低搭配由可拆式電機調(diào)節(jié)底座和減速器加高座實現(xiàn)，底座前后左右均設(shè)計有頂絲板，便于電機、減速器安裝找正；②驅(qū)動裝置的減速器電機及聯(lián)軸器技術(shù)參數(shù)是以設(shè)計計算為依據(jù)，選用沈陽傳動公司的K167YB2315 L4型減速電機作為本機的主驅(qū)動，其特點是減速器與電機采用直聯(lián)方式，直交軸水平輸出。驅(qū)動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單機驅(qū)動布置方式為單電機機頭集中雙滾筒驅(qū)動，雙機驅(qū)動為雙電機雙滾筒分別驅(qū)動，同時也滿足長距離加中部驅(qū)動布置方式，其驅(qū)動布置形式與單機機頭形式一樣；④改型設(shè)計后的產(chǎn)品可實現(xiàn)運送長度與驅(qū)動功率靈活配比，具有很強的實用性和靈活性。
    儲帶倉：①儲帶倉依然采用傳統(tǒng)的四層儲帶方式，儲帶長度為120 m，儲帶倉整體有效儲帶長度30 m。反向架與游動小車改向滾筒由原來的臺階式布置改為大小滾筒同水平對稱布置，完全解決了過去游動小車在張緊過程中產(chǎn)生落道的問題；②儲帶倉固定段、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，并使儲帶倉水平度在安裝時具備隨機可調(diào)節(jié)功能；③游動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，使得小車在運行中處于絕對穩(wěn)定狀態(tài)；④游動小車和分層托輥小車運行道軌采用單側(cè)導(dǎo)向?qū)к�，提高了小車的對中性，徹底解決了小車跑偏和掉道問題；⑤每一節(jié)儲帶倉兩側(cè)端頭設(shè)有導(dǎo)軌定位銷和限位板，起到快速對正、準(zhǔn)確安裝的作用，且裝配精度高；⑥儲帶倉的支腿設(shè)有多個調(diào)節(jié)孔，與儲帶倉大架連接，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)計了自移裝置，省去了人工移動定位的麻煩；⑧游動小車和固定反向架的改向滾筒采用內(nèi)置式軸承座，可與原滾筒實現(xiàn)互換，采用對稱式安裝，可以通過微量調(diào)節(jié)實現(xiàn)滾筒之間相對平行，防止皮帶跑偏；⑨儲帶倉上部縱梁的安裝是通過其邊立柱支撐的，具有快速拆裝性，在實際使用中給檢修和更換小車帶來極大的方便。
    機身：①機身基本結(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：為了使整機啟動性能得到徹底的改善，對張緊絞車及其控制系統(tǒng)做了全新的設(shè)計，在此類膠帶機中第一次應(yīng)用了自動張緊、手動張緊、卷帶3種工作模式的設(shè)計理念，使膠帶機在正常運行、接續(xù)膠帶和檢修更換的狀態(tài)下獲得完全獨立的自動控制和隨機控制能力。①張緊系統(tǒng)中的執(zhí)行部分由15 kW的電磁制動電機、高速聯(lián)軸器、行星輪直角傳動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)組成的一個綜合的自動控制系統(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)行自動張緊或松繩，實現(xiàn)膠帶機在啟動和運行中的張力平衡；④張緊絞車具備快速反應(yīng)、自動平衡、斷電自動保護(hù)的特性，可實現(xiàn)在移機尾時自動張緊功能。
    卷帶裝置：基本結(jié)構(gòu)采用獨立懸臂形式，使得卷帶機的操作過程更加簡單、容易和靈活。①卷帶機驅(qū)動機構(gòu)采用SEW減速電機，其基本連接為直連方式；②卷帶機具備升降、回轉(zhuǎn)功能，使卷帶和取裝膠帶時操作非常便捷；③獨立設(shè)計的結(jié)構(gòu)，不僅滿足于整機安裝時配套使用，也可以獨立于系統(tǒng)外直接使用，改變卷放帶的使用地點和場合；④卷帶機在整機配套安裝中，其出入口設(shè)有手動夾帶裝置，兩者配合使卷放帶操作變的更加快捷和方便。
    機尾：①改型設(shè)計為獨立機尾，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，軸承等級加大，使用壽命提高；③具備與機身自由組合性，使用十分方便。
    中部驅(qū)動：DSJ100/100的改型設(shè)計完全具備加裝中部驅(qū)動的要求，如若需要可根據(jù)用戶使用情況增設(shè)。①中部驅(qū)動布置方式與機頭完全一致，主副傳動滾筒可以和機頭互換；②加中部驅(qū)動需要對局部和清掃部位進(jìn)行改進(jìn)；③增加返回帶面的張力傳感器，使長距離運送的中部驅(qū)動獲得更加準(zhǔn)確的啟動信息。
2.2改型設(shè)計效果及經(jīng)濟(jì)效益分析
    改型設(shè)計效果：①驅(qū)動裝置由吊掛變?yōu)槁涞厥�，取消了液力偶合器和�?lián)動齒輪；提高傳動效率，降低膠帶基本張力，實現(xiàn)運送長度和功率的靈活匹配；②主體結(jié)構(gòu)設(shè)計的改變使結(jié)構(gòu)簡化，強度提高，滿足更長運送距離的要求，換向、拆裝方便快捷；多次安裝對位性和準(zhǔn)確性高；儲帶倉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)計和定位，使膠帶機初張力大大降低、啟動平穩(wěn)順暢，不僅在運行中，即使在緊急停車時張力也能保證自動平衡；接續(xù)和取帶可操作性強；④卷帶機基本形式和結(jié)構(gòu)的變化使撤換膠帶方便快捷；異地和本機匹配實用性強；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)集中注油潤滑；整體結(jié)構(gòu)設(shè)計在操作、維護(hù)方面充分體現(xiàn)人性化概念。
    經(jīng)濟(jì)效益分析：①從主要參數(shù)比較。改型后小時輸送量提高，輸送長度增加，經(jīng)濟(jì)效益相應(yīng)增加；②從整機結(jié)構(gòu)比較。改型后使用雙電機分別驅(qū)動，輸送長度較原機長了1.5倍，當(dāng)輸送長度等同時，使用三套DSP1080膠帶機與一套DSJ100/100相比，不僅節(jié)省部分設(shè)備及膠帶的購置費，還可減少設(shè)備故障率、維護(hù)檢修費、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)及價格比較說明改型后的經(jīng)濟(jì)效益也是可觀的。
3、結(jié)語
    DSJ100/100/2×160型膠帶機是原DSP1080機型的改型設(shè)計，其設(shè)計除解決原機本身在實際使用當(dāng)中存在的問題外，同時也充分考慮和采納了神東公司各使用單位對原機整體改進(jìn)的建議和意見。
    在設(shè)計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，在吸取國外膠帶機先進(jìn)的設(shè)計理念基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)在神東該類皮帶機的控制水平和已用的技術(shù)改進(jìn)成果，最終完成了DSP1080膠帶機改型的初步設(shè)計。在改型設(shè)計中引入了全新的概念，如張緊自動控制、分別驅(qū)動加軟啟動、卷帶模式變更、繞帶方式的變化和主體結(jié)構(gòu)的簡化，使該機在使用和維護(hù)方面較原機型有了突破性的提高，更加符合神東礦區(qū)連采后配套運送裝備的要求。
    目前，DSJ100/100整體選型設(shè)計方案已經(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型膠帶機已批量生產(chǎn)，替代了DSP1080膠帶機。