杨 平

宁夏天地西北煤机有限公司 石嘴山 753000

0 引言

掘进带式输送机自移机尾是在掘进后配套可伸缩带式输送机的关键设备之一，它广泛应用于巷道掘进系统中。机尾两侧设置有轨道，可供二运转载机行走，随着掘进机不断掘进前移，二运转载机沿轨道跟随移动，不断调整卸料位置，从而保证掘进系统工作的连续性。本文主要针对掘进带式输送机自移机尾的推移、调平、调偏及液压系统设计等关键技术进行探讨研究。

1 传统技术

传统的掘进带式输送机自移机尾采用了多节机尾单元铰接连接构成，每节单元设计了滑橇结构，随着掘进系统的行进，由掘进设备或绞车牵引整个机尾至预定位置，传统机尾自身无行动能力，它的移动、调平、调偏均需借助外在机构的辅助。

2 新型掘进带式输送机自移机尾

近年来，随着掘进技术的提高，煤矿巷道掘进对机械的自动化要求日渐提高，因此，行业内涌现出了一批新型的掘进带式输送机自移机尾，其主要针对了传统机尾无法自移、自动调平、自动调偏的缺陷进行了改进升级。

新型掘进带式输送机自移机尾采用了机电液一体化的设计理念，使其移动、调平、调偏均实现了自动化。从而降低了人员劳动强度，提高了掘进工作的效率。

3 掘进带式输送机自移机尾关键技术

目前，行业内关于掘进带式输送机自移机尾成套的系统化研究较少，对掘进带式输送机自移机尾新功能的设计研发主要依据个人经验，而其基础主要来源于传统机尾和马蒂尔自移机尾的相关理论。

3.1 自主移动

掘进带式输送机自移机尾移动时，会出现以下问题。

1）采用掘进设备或绞车牵引的方式拖动机尾，投入人员多，劳动强度大，设备调动频繁，且易发生绳索破断伤人事故。

2）拖拽移动方式阻力大，易发生设备损坏。

3）掘进巷道工况条件差，机尾移动时容易卡阻，需局部修整巷道或铺设轨道。

基于上述原因，为改变机尾移动的状况，有必要对掘进带式输送机自移机尾自移功能进行研究。

现阶段掘进带式输送机自移机尾的自移方式主要为迈步式和履带式。图1 为掘进带式输送机自移机尾结构示意图，主要包括：机尾部、推移机构、托辊组、轨道机构、调平机构、调偏机构、中间横梁机构、电气平台、液压系统、胶带等。机尾移动时，伸开调平机构，使轨道机构落地，撑起中间横梁机构，通过推移机构上的液压缸的伸缩，完成机尾的迈步式前移。履带式主要由两大部分组成：刚性皮带机机尾和履带车。移动时，由履带车牵引机尾前移，机尾部与中间横梁机构连接,中间横梁机构两侧均布连接有多组调平机构,底部均布连接有多组调偏机构,调偏机构与轨道机构连接,同时中间横梁机构靠近机尾部一端通过推移机构与轨道机构连接,远离机尾部的一端上侧装有电气平台,液压系统通过油管与推移机构、调平机构、调偏机构液压缸连接。

机尾部位于整个自移机尾的最末端,机尾部包括改向滚筒、机尾架、无源螺旋上清扫装置、集煤槽等。改向滚筒、无源螺旋清扫装置、集煤槽分别安装在机尾架上,无源螺旋清扫装置与改向滚筒接触连接,集煤槽安装无源螺旋清扫装置的下方。

推移机构包括推移液压缸、支座等。推移液压缸两端分别连接有支座,支座再分别与中间横梁机构、轨道机构连接。

中间横梁机构包括若干组中间横梁、若干上托辊组、若干下托辊组,若干组中间横梁之间串联铰接连接,中间横梁上侧均布安装若干上托辊组,下侧均布安装若干下托辊组,上托辊组上安装有防胶带跑偏的立辊。

调平机构包括调平液压缸、滚动部、调平由缸支座、轨道清扫装置等。调平液压缸支座连接在中间横梁机构的两侧,调平液压缸活塞杆朝下安装在调平液压缸支座上,活塞杆上安装滚动部,滚边部滚轮安装在轨道机构上,滚动部前后安装有轨道清扫装置。

调偏机构包括调偏液压缸、调偏液压缸支座、滑枕等。调偏液压缸支座固定连接在中间横梁机构下面,同时与滑枕滑动连接,调偏液压缸的缸体和活塞杆分别与滑枕和调偏液压缸支座铰接连接。

图1 掘进带式输送机自移机尾结构示意图

掘进带式输送机自移机尾的自移结构设计，主要考虑推移机构动作的流畅性，推移液压缸推力的计算。

3.1.1 推移液压缸推力计算

1） 机尾下行工况

式中：F空为带式输送机空载运行时机尾的阻力；

F尾阻为机尾沿轨道机构的滚动阻力，与巷道倾角有关；

F尾滑为机尾的下滑力，与巷道倾角有关。

2） 机尾上行工况

3.1.2 架体的强度

应用三维设计软件对机尾的主体进行三维建模，并依据上述计算公式，引入实际受力参数，对机尾进行受力分析。图2 为中间横梁机构主体应力图，根据分析结果，对中间横梁机构主体薄弱处可以进行加强。

图2 中间横梁机构主体应力图

3.2 调平

由于掘进巷道的工况条件差，机尾经常处于倾斜状态，易造成物料洒落、胶带跑偏等问题，故有必要为机尾增设调平功能。

掘进带式输送机自移机尾调平机构设置于中间横梁机构的两侧，每节中间横梁机构单元安装四组调平机构。调平机构主要结构包括液压缸、液压缸支座等。当机尾朝一侧倾斜时，通过操纵对应的控制阀，控制相应的调平机构液压缸升降来完成机尾的调平工作。

调平液压缸最大推力为

式中：G1为每节中间横梁机构的自重，G2为二运转载机的自重，G3每节中间横梁机构承受的胶带、托辊组自重。

3.3 调偏

机尾在跟随掘锚机前移时，容易发生偏移，由于机尾以及二运转载机均为重型设备，传统的拖拽调正方式工作量大、投入的人员也较多、安全性差。故如何实现机尾的自调偏亦是一项关键技术。

新型的掘进带式输送机自移机尾设计了自调偏机构，当机尾出现跑偏或巷道拐弯时，可对机尾进行调偏操作。伸开所有调平液压缸，轨道机构落地，操纵调偏机构上的液压缸带动调偏机构向要求的方向移动，再收缩所有调平液压缸使轨道机构升起，调偏机构落地，操作调偏机构液压缸推动整个机尾向目标方向移动。

3.4 液压系统

掘进带式输送机自移机尾的动力主要依靠配套的液压系统提供，图3 为液压系统原理图，组成包括：七联手动换向阀、煤矿井下用隔爆型三相异步电动机、推移液压缸、调平液压缸、调偏液压缸以及液压元件等。

图3 液压系统原理图

4 结语

掘进带式输送机自移机尾解决了传统机尾机械化、自动化程度低以及人员劳动强度大的缺陷，提高了掘进系统作业的连续性。机尾的研发试制，为巷道快速掘进系统中带式输送机技术方面提供了一定的科研参考价值。