試論煤礦膠帶運輸機的機電一體化改造

前言
　　 從當前煤礦膠帶運輸機的運用現狀來看，隨著煤礦運輸作業(yè)高標準的形成，煤礦膠帶運輸機的傳統(tǒng)結構、運行原理逐漸暴露出一些問題。而煤礦膠帶運輸機機電一體化則可滿足煤礦生產企業(yè)的要求。
　　1 煤礦膠帶運輸機應用現狀
　　 目前，膠帶運輸機設備已于礦業(yè)生產、工業(yè)生產等領域得到了普及應用。從膠帶運輸機在煤礦生產作業(yè)中的應用效果來看，這一設備不僅節(jié)約了大量的人力資源成本，幫助生產企業(yè)實現了物料運輸的自動化，同時還有效改善了各類煤礦產品的運輸效率[1]。由此可認為，這一設備的引入為煤礦生產作業(yè)提供了良好的支持。但隨著煤礦膠帶運輸機運量、運送距離等參數的不斷變化，這一設備運行期間卸載點皮帶架等時段出現故障問題的風險也隨之升高。
　　2 煤礦膠帶運輸機的機電一體化改造分析
　　 針對煤礦膠帶運輸機的機電一體化改造進行分析和研究，主要從以下幾方面入手：
　　2.1 改造原理方面
　　 煤礦膠帶運輸機機電一體化改造的重要性體現為：在設備高速運行狀態(tài)下，設備膠帶表面一些大的煤塊及其他物料等到達卸載點處卸掉時，由于速度較快，受高速沖擊因素的影響，大的煤礦及一些重的物料會對皮帶的支架進行撞擊，導致托輥松動，造成皮帶支撐架托輥掉落、甚至造成托輥架傾倒，發(fā)生安全事故。也勢必會影響煤礦的正常生產、影響煤礦的經濟效益。所以對煤礦膠帶運輸機機電一體化改造尤為重要，只有對運輸機性能改造提升，才能更有利煤礦產能的提升，提高煤礦經濟效益。以山西宏廈第一建設有限公司的膠帶運輸機改造流程為例，該公司發(fā)現其所主推膠帶運輸機型號——DTL140/1890/2容易在運行過程中出現托輥架傾倒問題，且上述問題導致該型號的煤礦膠帶運輸機產量下降。為改善這一狀況，該公司依據其托輥架傾倒原因，初步確定機電一體化改造方案。
　　 根據上述狀況，確定改造原理為：提高煤礦膠帶運輸機卸載點前托輥架的抗高速沖擊能力，確保其能夠于大的煤塊、重的物料等掉落時快速分攤橫向沖擊力，以此維持皮帶架的相對穩(wěn)定，進而減少皮帶架傾倒等故障問題的發(fā)生[2]。
　　2.2 改造方案方面
　　 確定煤礦膠帶運輸機改造方案的關鍵在于：結合膠帶運輸機在煤礦生產作業(yè)中的常見故障問題，初步確定改造要點，以降低故障形成風險、減弱故障對煤礦生產作業(yè)的影響為基本原則，擬定適宜的機電一體化改造方案。參照煤礦膠帶運輸機的機電一體化改造要求，可將其改造方案確定為：將煤礦膠帶運輸機卸載點（漏煤斗）這一關鍵部位作為改造點，于此處增設鋼板所制作的“工”字鋼架作為支撐，并對卸載點四周托輥架加固，并做好節(jié)點的過度，借助這一穩(wěn)定的結構，幫助皮帶架實現沖擊力的轉移與分散，進而提升皮帶架結構的抗沖擊能力。
　　 結合上述要求，可將煤礦膠帶運輸機的具體機電一體化改造方案為：于煤礦膠帶運輸機設備相鄰托輥架表面焊接長度為1550mm的50*50mm的方鋼材料（對應用的部件的承受能力及成本的考慮，選用50*50mm的方鋼），于卸載點處形成穩(wěn)定的四架托輥架結構。從整體角度來講，這種機電一體化改造設備的優(yōu)勢體現為：直接于設備相鄰托輥架表面使用50*50mm方鋼材料進行拼接，有效避免了直接更換四架托輥架帶來的高額成本;此外，這種直接焊接改造原理較為簡單，結構穩(wěn)固牢靠，整個改造過程的耗時較短，有助于幫助煤礦生產企業(yè)節(jié)約膠帶運輸機機電一體化改造工作的耗時。由此可認為，這種改造方法更加契合煤礦生產企業(yè)的要求。
　　2.3 效果分析方面
　　 機電一體化改造方案的選擇需要從改造效果、改造成本兩方面綜合進行評估。在評估直接焊接法機電一體化改造模式的改造效果時，應注意從煤塊運輸流程性、運輸效率及故障發(fā)生率等方面進行分析。以遼源礦業(yè)集團有限公司的金寶屯煤礦為例，該企業(yè)在金寶屯煤礦生產作業(yè)中，主要采用TD-75型號固定落地式帶式膠帶運輸機、SSJ-800/2×40F型號雙向運輸伸縮帶式運輸機進行傳輸作業(yè)。為了減少煤礦膠帶運輸機托輥架傾倒對煤礦生產作業(yè)的影響，自2018年下旬初步確定了直接焊接法改造方案后，于2018年10月正式檢驗改造后膠帶運輸機設備的應用效果。結果顯示：在為期5個月的改造效果評估期間，以直接焊接法改造后的近20臺不同型號的煤礦膠帶運輸機均未出現托輥架傾倒等故障問題。而從改造后膠帶運輸機運輸效率等參數的對比來看，與改造前相比，改造后煤礦膠帶運輸機的運輸效率約提升5%左右。上述結果證實：直接焊接法可有效分散皮帶架的橫向沖擊力，提高皮帶架的抗沖擊能力。而從安全角度來講，提高了運輸機的穩(wěn)固能力，減少或避免了皮帶架變形的故障，保障了安全施工。從成本角度來講，由于卸載點的物料運輸操作的沖擊作用得到了有效改善，煤礦膠帶運輸機日常運行期間維修維護工作量減少，維修維護產生托輥架成本、皮帶架成本消耗等均相應的減少，從而給煤礦節(jié)約了維修花費，增大了煤礦的經濟效益。
　　結論
　　 綜上所述，加強煤礦膠帶運輸機的機電一體化改造具有一定的現實意義。為了實現上述目的，應在深入了解煤礦生產企業(yè)對礦產資源運輸作業(yè)要求的基礎上，遵循提高運輸生產效率、保障運輸安全原則，借助適宜的機電一體化改造方案提高煤礦膠帶運輸機的性能。此外，隨著煤礦生產企業(yè)對實踐生產作業(yè)要求的變化，還應注意合理調整煤礦膠帶運輸機的機電一體化改造方案，以確保這一運輸設備可持續(xù)滿足煤礦生產企業(yè)的要求。