落地弹簧式缓冲床在煤矿带式输送系统中的应用

 胶带机运输是煤矿的主要运输形式之一。缓冲床在胶带机安全运输中起着重要作用。老式缓冲床由于寿命短，缓冲效果一般，迫切需要煤炭技术人员研究设计一种新型的缓冲床。因此，落地式弹簧式缓冲床经过设计研发，在煤矿带式输送系统中应用，取得理想的效果。 

1.弹簧式缓冲床的原理 
弹簧缓冲床沿胶带运行方向，安装有多条缓冲橡胶，并采用特殊的 UHMW高分子聚乙烯表面，橡胶条在受到落下的煤流冲击后，主要通过橡胶的物理弹性变形吸收冲击力，起到缓冲作用，减少下落的煤流对输送带的冲击，降低了缓冲条和输送带之间的摩擦系数，提高了耐磨性。在输送带受到冲击后，胶带和缓冲橡胶向下压缩，使缓冲床的固定支架受力。使用缓冲床，输送带受力均匀，避免由于托辊断裂、脱落而导致纵向撕裂皮带，橡胶具有缓冲性，从而减弱煤流下落对输送胶带系统产生的冲击力，，也减少了煤块矸石四处飞溅，有效保护了输送系统的稳定运行。在通过对目前我矿使用的缓冲橡胶进行试验测试发现，缓冲橡胶硬度均没有达到国际上认可的标准，硬度大多在70度左右，缓冲效果较差。为了在现有条件下进一步改善提升缓冲床的使用效果，我们对现有缓冲床做了机构方面的改进。 
2.弹簧式缓冲床的应用 
弹簧缓冲床的主要作用就是减轻下落的矸石或煤块对胶带的冲击，支撑保护运行的胶带。因此，主要安装在胶带输送机的转载点、卸载点和漏煤眼下口等位置。此前矿井所使用的缓冲床均是固定在胶带机两侧边梁上，胶带与缓冲床钢架之间安装橡胶条。此种结构方式缓冲床的支撑力主要来自于胶带机边梁，同时又由于橡胶缓冲效果达不到要求，胶带机边梁要承受不断的冲击，使得整体胶带支架不稳，缓冲床的使用效果一般，寿命也较短。 
3.落地弹簧式缓冲床的设计构架 
研究初期我们曾经考虑过用铝合金代替钢架结构，以减轻缓冲床的重量方便搬运组装。但 《煤矿安全规程》明确规定：井下禁止使用铝质材料。主要原因是由于铝的化学性质活泼，在井下潮湿的环境中很容易氧化反应，产品被腐蚀速度快，不得不频繁维护以防止分解断裂。 
在缓冲条的选用上，我们也进行了大量研究，主要考虑了三种方式：陶瓷材料、聚氨酯材料、超高分子聚乙烯材料。陶瓷材料耐磨性能好，而摩擦系数较高，容易造成皮带起热、冒烟，引发事故。聚氨酯材料对粘接技术较低，具有良好的粘接性，但是不足是容易水解，抗冲击力也较差，使用时间长，会出现开胶分层现象。超高分子聚乙烯材料不仅摩擦系数低、润滑性能也好，非常适合用作缓冲条的表面材料，但对工艺要求较高，需要进行特殊处理。所以，通过硬度、耐磨性、弹性、摩擦系数等方面进行对比，确定超高分子聚乙烯材料作为缓冲条。选定了构架中所使用的材料后，我们综合目前矿井胶带运输中缓冲床存在的种种问题，我们对现有缓冲床进行了如下改进： 
研制落地弹簧式缓冲床 
把缓冲床的跨距加宽，支撑腿加高，把受力点从胶带机边梁上改到地面，从而减轻下落的矸石煤块对胶带机支架的冲击，提高胶带机运行稳定性。 
增加二级减震弹簧 
在原有的缓冲床下方，增加了四组能减震的弹簧，形成了橡胶条和减震弹簧两级减震效果。这样大大改善了橡胶条减震效果不佳的问题。  
优势比较 
落地弹簧缓冲床，通过增加二级缓冲弹簧，改变支撑结构，提高了煤流下落的缓冲效果，增强了缓冲床自身抗冲击的强度，延长了使用寿命，提升了整个输送系统的工作效率。 
经济效益 
落地弹簧式缓冲床的发明投用，延长了胶带运输的寿命，减少了缓冲床的投入，年节约资金200余万元；同时，降低了胶带运输系统的故障率，为矿井的安全生产提供了保障，间接经济效益可观。 
通过结合现场生产的实际状况，改进缓冲床的结构，降低了胶带运输系统的故障率，提升了胶带运输机的运行效率，大大增加了原煤产能。我们将持续追踪落地式弹簧缓冲床在实际生产的应用情况，不断完善其结构性能，为煤矿工业发展作出自己的贡献