翻矸箕斗设计中的几点问题 刘刚 (河北神风重型机械有限公司,河北 邯郸 056200) 1 引言 煤层是顶板岩石和底板岩石之间夹的一层煤及其矸石的混合物。在综采过程中,大 块矸石直接拣出来,但是小块矸石和矸石粉却和煤混在一起,待升井后再经洗选厂将煤 和矸石分开,然后把大块矸石和洗选出的矸石先堆放到矸石山,再统一运送到矸石电厂 或水泥厂进行废物利用。翻矸箕斗正是把煤矸石运往矸石山顶的工具。 2 翻矸箕斗的结构 翻矸箕斗主要由前车架、后车架、箕斗支架、箱体、滑轮组和钢丝绳等组成,利用 翻矸箕斗的牵引力实现翻转,其具体结构如图 1 所示。本人所在的矿业集团所属各矿的 矸石运输堆放都是用翻矸箕斗。翻矸箕斗并不是复杂的机械设备,但是如果技术上出现 问题,后果不堪设想,轻则损坏箕斗本身,重则造成人员伤亡。因此,翻矸箕斗的设计 制造质量对煤矿排矸系统的运转是非常重要的。 图 1 翻矸箕斗结构简图 3 翻矸箕斗设计的合理性分析 前一段时间,我接到某矿翻矸箕斗的设计任务,设计完成后我认真总结经验,概括 出以下几点常见技术问题: (1)翻矸箕斗都需要实现向前,向左,向右三面翻转功能。箕斗支架必须能相对 底座灵活转动,在设计中,底座上板和箕斗支架下板均有同心的圆形凹槽,两凹槽之间 布满钢球,用空心销连接。用空心销的目的是让钢丝绳从空心销中心通过,连接箱体上 部滑轮和前车架上的卸载棒。空心销和钢球是翻矸箕斗实现三面翻的重要保证。 (2)翻矸箕斗车体设计成两部分,即前车架、后车架,前后车架用三根销轴连接。 由于矸石山的导轨的平行度和直线度都不是很高,有时还有凸凹不平的地方。车体若设 计成整体的,那么在导轨上运行起来会非常不稳定,甚至有掉道或者翻车的可能。因此 车体设计成分体的,前车架和后车架之间允许微小的摆动,从而使车体很好地适应不规 则的轨道。 前后车架之间的销轴一共有三根,一根主销轴在中间,两根辅销轴在两边。在车体 装配过程中,主销轴必须用螺母拧紧,因为前后车架的连接力主要集中在主销轴上,而 辅销轴不用拧紧,要留一定余量,这样车体对轨道才有更好的适应性。 (3)后车架与底座的夹角和矸石山的倾角应该相等,即使有误差也应在许可的范 围以内。后车架与底座的夹角和矸石山的倾角相等,箱体才能保持水平,箕斗运行起来 才会平稳,箕斗翻转和回落时受力才会均匀。 (4)钢丝绳必须和空心销的中心线必须重合。由于翻矸箕斗都是三面翻的,如果 钢丝绳和空心销的中心线不重合,那么箕斗在侧翻时,钢丝绳和滑轮绳槽就不重合了, 不但加速了钢丝绳和滑轮相互之间的磨损,而且箕斗在翻转时受力重心偏移,大大降低 了箕斗的使用寿命。 (5)卸载钩的高度要适当。车体上的卸载钩和轨道上的卸载钩高度要一致。钢丝 绳一端固定在卸载棒上,另一端通过三组滑轮固定在双滑轮上。当卸载棒到达轨道上卸 载钩时被其钩住,借助箕斗的牵引力实现斗箱的翻转。因此卸载钩的高度直接关系到箕 斗能否顺利翻转。 (6)齿轮齿条翻转机构。早期的箕斗的翻转是靠两平面之间的摩擦力实现的,翻 转不稳, 容易打滑。 齿轮齿条翻转机构的设计解决了上述问题, 使箕斗平稳地实现翻转, 提高了箕斗的运输效率。 4 结论 目前,翻矸箕斗是煤矿必备的机电设备,它虽然不及采煤机、液压支架和刮板运输 机重要,但是对煤矸石的运输和堆放起到关键作用。翻矸箕斗的合理性设计直接关系到 煤矿排矸系统能否正常运行,上述七点技术问题是翻矸箕斗设计中的关键问题,只要我 们在设计中能够给予充分重视,根据煤矿实际情况,提出最合理的设计方案,制作出的 翻矸箕斗就能安全、高效地运行。 收稿日期:2008 年 12 月 27 日 作者简介:刘刚(1981- ) ,河北邯郸人,助理工程师,2006 年毕业于河北理工大学,现在河 北神风重型机械有限公司一直从事煤矿机械产品的设计开发工作。