屯兰矿主井皮带机卸载滚筒改进

李晋军

（西山机电总厂，山西 太原 030053）

屯兰矿主井皮带机DTL1 400/3×560为GX系列钢丝绳强力皮带机，生产厂家为沈阳矿山机械厂。屯兰矿原设计煤炭年生产能力为400万t，随着西山煤电集团有限公司煤炭产能扩大的需要，屯兰矿煤炭年生产能力扩大到了500万t。由于主井皮带机原设计参数主要针对的是矿井初期设计的煤炭产量，因此不能满足当今煤炭生产能力扩大后的要求。所以2005年西山煤电集团有限公司对屯兰矿主井皮带机进行了提速升级改造。

改造前后的皮带机技术参数如下：

原设计技术参数为：

带宽：1 400mm；带速：3.15m/s；机长：956m；倾角：16°

输送量：1257 t/h；功率：3×560 kW

改造后技术参数为：

带宽：1 400mm；带速：3.5m/s；机长：972m；倾角：16°

输送量：1 400 t/h；功率：3×630 kW

皮带机改造后初期运行良好，但半年以后一些弊病便显现出来，最明显的是卸载滚筒连续损坏。该滚筒在主井皮带机提速改造前已正常运转将近10年，除了日常维护外，没有发生任何故障，但是却在主井皮带机提速改造后短短的半年时间内就连续损坏了2件。主井皮带机是矿井生产运输的咽喉，如长时间停机检修将严重影响矿井正常生产，矿方为此很是焦急，急切需要找到产生问题的原因，并加以解决改进。

主井皮带机卸载滚筒见图1为铸铆结构，筒体直径为φ1 400，轴径最大直径处为φ400，其损坏的症状为滚筒筒体与轮毂的搭接处焊缝开裂。

图1 铸铆结构

首先从设计方面分析，按皮带机提速改造后的技术参数计算，该卸载滚筒合张力为100 t左右，而原设计滚筒合张力为70 t左右，张力增加了40%，所以原设计的滚筒筒体强度理论上就不能满足皮带机改造后的要求，这就是造成筒体焊缝开裂的主要原因。

同时在该滚筒修理过程中发现其结构形式也存在一些不合理的地方，具体如下：

（1）滚筒筒皮厚度δ30较薄，提速改造后强度系数不富余。

（2）滚筒轮毂与筒体的焊缝正处于胶带两边缘与滚筒体的搭接处，而此处受力很大，这也是造成滚筒焊缝容易开裂的重要原因之一。

（3）滚筒筒体与轴为过盈无键联结,造成滚筒筒体与轴不能拆分，当轴发生损伤需要修理时，由于滚筒筒体直径的原因，往往要去有大型车床的单位进行加工，而这些大型设备都在太重一些大型企业。首先是该滚筒自重7 t多、体积庞大，运输很困难；再一个是滚筒运到加工单位后，由于是单件加工修理，加工单位生产任务多，往往无法及时安排加工，工期无法保证。这些因素造成了该滚筒修理时间和费用的大大增加，影响矿上的正常生产。

作为屯兰矿的主井皮带机，关系到整座矿井的原煤输出，卸载滚筒是受合张力最大的部件，存在风险大、安全责任大等问题。西山机电总厂联合屯兰矿针对以上找到的问题认真分析和研究，并结合多年对皮带机滚筒的设计生产和维修经验，作出了图2的改进方案。

图2

（1）将滚筒两边轮毂向内侧加宽，使轮毂与滚筒筒体的搭接焊缝移到胶带里侧，皮带机运转时胶带边缘完全搭在滚筒轮毂上，使受力点全部由轮毂部分承受，从而使焊缝部位受力减小，减少了焊缝开裂的机会。

（2）在轮毂和筒体搭接位置，沿圆周方向均匀地增加了32个直径为φ40的塞焊点，增加了焊接面积，从而大大增加了整体焊接强度。

（3）轴与轮毂采用了重型涨套联接，当滚筒轴需要进行修理时，轴可方便地卸下，在本单位较小的车床上进行加工处理，不再外转加工，缩短了转运和修理时间，同时大大降低了修理费用。

（4）将滚筒筒体厚度加大到了δ36，大大增加了筒体强度。

改进后，该卸载滚筒增强了整体强度，滚筒的使用寿命得到了延长。同时由于结构合理，极大地方便了日后的维护检修工作,降低了皮带机的综合使用成本。

目前，由西山机电总厂按照改进后设计制造的主井皮带机卸载滚筒已经于2008年8月在屯兰矿投入了使用，到目前为止已经正常运转了2年多，使用效果良好，达到了改进目的，得到了屯兰矿使用单位的认可。