CN106276058B - 可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机 - Google Patents

Abstract

本发明属于煤矿井下运输设备的技术领域，具体涉及一种可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机，解决了现有煤矿运输设备严重制约联合采煤机组效率的问题。其包括动拖组合、胶带、固定胶带的圆环链、胶带支撑结构以及胶带驱动装置，动拖组合包括依次铰接的驱动炮车和若干普通炮车，铰接用的铰接座包括长宽尺寸一致的一自由度铰接座和三自由度铰接座，驱动炮车和普通炮车都为两轮车且长宽尺寸一致且质心都在其炮车架的中心，炮车架两侧中间安装轮轴及车轮，轮轴中心到前后铰接座中心距离相等。本发明所述的可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机，动拖组合可以有机组合，根据不同路况和转载要求配置，既节约用电又启动平稳；驱动炮车独立制动集中控制，停车平稳。

Description

可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机

技术领域

本发明属于煤矿井下运输设备的技术领域，具体涉及一种可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机。

背景技术

目前，在国内联合采煤机组中，转载机严重制约了联合采煤机组的效率。联合采煤机组可连续采煤,最大采煤量25m³/min,而采用的转载机一般为梭车：梭车不能连续转载，并且事故率比较高。根据神华集团大柳塔煤矿调查发现，一个台班平均掘进60-80米，平均采煤量最大7m³/min,效率28%，梭车转载机是发挥联合采煤机组效率的瓶颈，目前还没找到一种有效的转载机。

目前连续运输设备常见的有无轨列车和麟块输送机。

现有的无轨列车一般在火车站、飞机场等地拉运行李。其是若干四轮平板车串联起来，由牵引车牵引行驶。四轮平板车有转向轮轴和固定轮轴，行走时会形成轮偏差，拐弯半径越小，轮偏差就越大，虽然单车轴距小，轮偏差较小，但串联后这个轮偏差会叠加，因此这种无轨列车不宜太长，拐弯半径也不能太小，否则占路面积太宽，不宜操作和控制。

在刮板输送机中，圆环链和链轮都得不到润滑，圆环链、物料和E型槽也是长期滑动摩擦，因此圆环链及链轮受力大，动能损失大，磨损大，寿命较短，链速也较慢，噪音大，效率比较低；

1）、常见鳞块输送机一般输送成件物品，运输能力较小；如鳞板输送机、飞机场行李列车、物流货场小件运输列车，都不能输送散装物料；2）、常见鳞块输送机不能行走，固定不动。

发明内容

本发明为了解决现有煤矿运输设备严重制约联合采煤机组效率的问题，提供给了一种可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机。

本发明采用如下的技术方案实现：

可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机，包括动拖组合、胶带、固定胶带的圆环链、胶带支撑结构以及胶带驱动装置，

所述的动拖组合包括依次铰接的驱动炮车和若干普通炮车，铰接用的铰接座包括长宽尺寸一致的一自由度铰接座和三自由度铰接座，两种铰接座的排列方式包括：1）、三自由度铰接座·一自由度铰接座·一自由度铰接座并循环或2）、一自由度铰接座·三自由度铰接座并循环或3）、一自由度铰接座·三自由度铰接座·三自由度铰接座并循环，驱动炮车和普通炮车都为两轮车且长宽尺寸一致且质心都在其炮车架的中心，炮车架两侧中间安装轮轴及车轮，轮轴中心到前后铰接座中心距离相等；

所述的胶带由若干胶带鳞片依次上下搭接形成封闭的环型，胶带鳞片形状如箭尾，两端端口为斜面，一端上部为斜面，一端下部为斜面，每个胶带鳞片的中心固定在圆环链上；

前、后驱动炮车安装驱动圆环链运转和支撑胶带鳞片转向的滚针链轮滚筒，每个炮车上有两对圆环链导向轮限制圆环链。

若干个动拖组合铰接串联，串联后在无驱动的一端再铰接一台相同的驱动炮车，其首尾两端的炮车上分别设置一套转向机构、一台电气控制箱和一间操作控制室，前后电气控制实现联控，两相邻炮车之间还连接有两条拉簧复位座，两条拉簧复位座成八字形对称设置于铰接座两侧，其俩端与相邻炮车车架固定连接，八字形的喇叭口和运行方向一致，每个炮车的炮车架两侧的前后两端都安装有橡胶缓冲座。

所述的三自由度铰接座包括二链环，二链环中的链环Ⅰ焊接在转轴Ⅱ上，转轴Ⅱ通过锁板可转动式固定于前面的炮车上，二链环中的链环Ⅱ中穿有销轴Ⅱ，销轴Ⅱ两端通过母座Ⅱ固定在后面的炮车上，链环Ⅱ与母座Ⅱ之间设有调节板。

所述的胶带支撑结构包括设置在炮车架上的槽形上托辊和平行下托辊，胶带支撑于槽形上托辊和平行下托辊之上，槽形上托辊由呈V形槽布置的四个单托辊组成，平行下托辊由俩支水平设置的同轴单托辊组成；炮车架上、槽形上托辊和平行下托辊之间有圆环链导向轮组，所述的圆环链导向轮组包括对称安装的在炮车架上的两根竖向设置的轴，轴两端分别安装上下导向轮，两个上导向轮、两个下导向轮分别在同一水平上，圆环链设置于两导向轮底圆之间，导向轮的底圆半径小于等于圆环链丝径；

炮车架对应胶带鳞片两侧的边缘处设置挡边槽；

炮车架对应圆环链底部的位置固定耐磨石墨板。

所述的胶带驱动装置包括滚针链轮滚筒，滚针链轮滚筒包括滚针、链轮、滚筒轴和接盘组，滚筒轴上中间安装有链轮，链轮两侧的滚筒轴上分别安装一对接盘组，两对接盘组以链轮的中心为中心对称设置，两对接盘组外侧的滚筒轴上分别安装有轴承座，接盘组包括接盘Ⅰ和接盘Ⅱ，接盘Ⅰ和接盘Ⅱ的外圆周通过均匀布置的且能够自转的滚针联接。

所述的可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机还包括刷油润滑装置，所述刷油润滑装置包括转柄机构以及钢丝刷机构，转柄机构设置于圆环链与滚针链轮滚筒的非啮合空位、上圆环链和下圆环链之间，所述的转柄机构包括空心结构的转轴Ⅰ，转轴Ⅰ上连接空心结构的刷柄，转轴Ⅰ内腔连通刷柄内腔，刷柄内腔内设置钢丝刷，钢丝刷刷头一端伸出刷柄内腔、顶紧链轮槽，刷柄压紧压簧，转轴Ⅰ通过四连杆机构连接柱塞泵柱塞，柱塞泵出油口与转轴Ⅰ内腔连通，转轴Ⅰ中间焊接两支刷柄，转轴Ⅰ的一端内腔与两支刷柄内腔相通，转轴Ⅰ和刷柄内腔相通的一端端部自外而内依次安装管接头、瓦座Ⅰ和四连杆机构的连杆Ⅰ，转轴Ⅰ另一端自内而外依次安装定位套和瓦座Ⅱ,瓦座Ⅰ和瓦座Ⅱ与头架固定连接，连杆Ⅰ与拉簧一端铰接，管接头通过油管连接柱塞泵，钢丝刷的刷尾由铜管固定置于刷柄内腔之中，刷身由连接于刷柄靠近链轮一端端部的内通孔螺塞约束，刷头蓬松，刷柄另一端拧入调压螺丝，调压螺丝和钢丝刷刷尾之间为压簧，钢丝刷刷头伸入链轮齿槽内。所述的四连杆机构还包括与连杆Ⅰ依次铰接连接的连杆Ⅱ、连杆Ⅲ以及连杆Ⅳ，连杆Ⅲ中间与柱塞泵柱塞铰接，连杆Ⅳ与油箱铰接固定，柱塞泵进油口与油箱联通，柱塞泵出油口与溢流阀连通。

所述的可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机还包括拉紧装置，所述的拉紧装置包括弹簧、丝杆、锁板、导向滑块、外导套和内导杆，外导套内设置内导杆，内导杆一端与中间支撑架固定，内导杆另一端焊接有弹簧座与弹簧的一端连接，弹簧另一端连接导向滑块，导向滑块有内螺纹连接丝杆，丝杆通过锁板与外导套端部连接，外导套焊接为尾架，尾架上部连接滚针链轮滚筒，下部与直线滑轨连接或安装轮轴。

每个胶带鳞片的中心由沉头螺丝和异形楔块固定于圆环链的平链环上，所述的异形楔块包括组合在一起的上下两块、其两侧卡于平链环内圆上。或者每个胶带鳞片的中心由螺栓固定在圆环链的立链环上，立链环上钻孔铰扣与螺栓配合。

本发明所述的可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机就是无轨列车和鳞片式胶带输送机的组合。所述的无轨列车部分没有轮偏差拐弯半径可以很小，如果不受鳞块皮带机的限制无轨列车也可以很长，轨迹一致，便于操作和控制。鳞片式胶带输送部分中圆环链和链轮得到刷油润滑，圆环链在运行过程中只和注塑石墨板滑动摩擦，和导向轮（球墨铸铁）滚动摩擦，托辊承载物料重量的90%以上，因此圆环链及链轮受力减小，动能损失小，寿命得到极大提高，噪音会明显降低，效率也得到改善。在设计计算过程中，因为圆环链和石墨板的摩擦系数很小，因此大部分计算都采用皮带机设计计算办法，如圆环链张力、最大运行阻力、托辊承载力及转速、凹凸弧半径、轴功率及电机功率等。也因此没有命名它为圆环链输送机。

本发明所述的可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机，动拖组合可以有机组合，根据不同路况和转载要求配置，既节约用电又启动平稳；驱动炮车独立制动集中控制，因此停车平稳。

本发明所述的可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机主要易损件：圆环链、链轮、胶带鳞块、托辊都是日常通用件，本发明的工况得到明显改善，各部件受力明显比常规托辊小很多，寿命比现有结构中有所增加。胶带鳞块参考钢丝绳胶带和连续运输列车的鳞块，因此经济实惠，价廉物美。

综上所述，本发明所述的可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机外形尺寸细、长、窄、矮，行走灵活，轨迹一致，适应环境狭小弯曲，造价低廉，节能、节电无污染，不仅是煤矿井下采煤系统中最理想的转载设备，在冶金、矿山、化工、物流、交通、建材、电力、轻工等行业也将得到广泛应用，弥补通用皮带机、刮板输送机的不足。前途广阔，大有市场。

附图说明

图1为本发明前段示意图，

图2为图1的俯视图，

图3为本发明中段示意图，

图4为本发明后段示意图，

图5为胶带示意图，

图6为胶带鳞片示意图，

图7为图6的Ａ－Ａ剖面图

图8为胶带鳞片分层示意图，

图9为胶带支撑结构示意图，

图10为图9的侧视图，

图11为滚针链轮滚筒示意图，

图12为图11的侧视图，

图13为刷油润滑装置示意图，

图14为图13的俯视图，

图15为刷柄和转轴示意图

图16为四连杆机构和柱塞泵系统示意图，

图17为拉紧装置示意图，

图18为图17的俯视图，

图19为炮车的结构示意图，

图20为图19的侧视图，

图21为驱动炮车示意图，

图22为图21的俯视图，

图23为一自由度铰接座结构示意图，

图24为三自由度铰接座的结构示意图，

图25为胶带鳞片与圆环链固定连接示意1-轴承座，32-接盘Ⅰ，33-接盘Ⅱ，34-胶带鳞片，35-盖胶和芯胶，36-钢丝绳，37-尼龙布图，

图26为胶带鳞片的一种固定方式示意图，

图27为胶带鳞片的另一种固定方式示意图，

图中：1-胶带，2-圆环链，3-驱动炮车，4-普通炮车，5-高式炮车，6-驱动装置，7-齿轮箱，8-电气控制箱，9-转向机构，10-拉紧机构，11-轮轴，12-车轮，13-一自由度铰接座，14-三自由度铰接座，15-刷油润滑装置，16-滚针链轮滚筒，17-头部漏斗及护罩，18-搭接茬口，19-拉簧复位座， 20-橡胶缓冲座，21-槽形上托辊，22-平行下托辊，23-轴，24-上导向轮，25-下导向轮，26-挡边槽，27-耐磨石墨板，28-滚针，29-链轮，30-滚筒轴，3，38-钢丝刷，39-转柄机构，40-调压螺丝，41-油管，42-压力表，43-溢流阀，44-四连杆机构，45-油箱，46-转轴Ⅰ，47-刷柄，48-压簧，49-柱塞泵，50-连杆Ⅰ，51-连杆Ⅱ，52-连杆Ⅲ，53-连杆Ⅳ，54-拉簧，55-铜管，56-内通孔螺塞，57-锁板；58-丝杆；59-导向滑块；60-外导套；61-弹簧；62-内导杆，63-炮车架，64-驱动车架，65-减速电机，66-配重，67-制动器，68-驱动桥，69-传动轴，70-公座Ⅰ，71-母座Ⅰ，72-销轴Ⅰ，73-链环Ⅰ，74-链环Ⅱ，75-转轴Ⅱ，76-销轴Ⅱ，77-母座Ⅱ，78-调节板，79-沉头螺丝，80-上楔块，81-下楔块，82-平链环，83-立链环。

具体实施方式

结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

一、可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机

1、结构组成：如图1、图2、图3、图4所示，可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机由驱动炮车、普通炮车、圆环链，滚针链轮滚筒、滚筒驱动装置、胶带鳞块、上槽形托辊组、下平行托辊组、拉紧装置、炮车驱动装置、转向机构、铰接座、滚针链轮滚筒罩、可调节溜槽、导料槽、电气控制等组成。驱动炮车和普通炮车通过俩种铰接方式交替铰接后形成动拖组合，在可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机头尾驱动炮车上安装滚针链轮滚筒，用圆环链环型连接，每个炮车上用俩对圆环链导向轮限制圆环链，在圆环链上连续固定胶带鳞块，胶带鳞块依次搭接形成封闭的环型，上面胶带鳞块由槽形上托辊支撑形成槽型，为承载段，下面由平行托辊支撑，为回程段。驱动滚针链轮滚筒旋转，带动圆环链牵引胶带鳞块回转运动，为鳞块皮带机部分；无轨列车部分背负鳞块皮带机部分前后、左右、弯曲行驶，不影响鳞块皮带机部分同时运转，这就是可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机。

2、设计性能及用途：

1）、设计性能：a.在断面积≥10平方米的巷道中，可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机可以前后、左右、弯曲行驶；实际就是无轨列车部分背负鳞块皮带机部分跟随联合采煤机组进行连续转载；b.最大运输量按照通用固定皮带机查找;长度一般小于150米，坡度（倾角）小于16°；c.可以运输散装物料和成件物品；d.行驶轨迹一致，误差不超过10-20毫米，确保一个司机可以控制，不与其它设备和物体干涉；e.适应性强，可以适应较好土公路和井下机采路面行走；适应大运输量连续转载，不洒落物料；f.方便与上下级设备搭接，增加与下级设备的搭接长度，减少搭接人工费用，符合行业标准，搭接方式有侧搭接和正搭接；g.装机总功率和单机功率均较小，普通开关可控制。也可实现联机控制，远程控制，无人驾驶。

2）、用途：a.在联合采煤机组中，不间断跟随采煤机组连续转载，彻底改善目前转载方式的弊端，提高联合采煤机组的效率；b.在采掘工艺中提高采掘机组的使用效率。煤矿安全规程规定，向前掘进一个安全距离（一般为一米，超前支护时2米），掘进机退出或停机进行支护，支护完毕后掘进机再去掘进。这样支护时掘进机组在休息，掘进时支护机组在休息，且交替频繁，各机组工作效率减半，尤其是掘进巷道较长时，伸缩皮带机效率都不能发挥20%。在联巷AB掘进工艺中，要么俩条巷道由俩套设备同时掘进，要么完成A巷道再完成B巷道，前者要投资俩套设备，俩班人马，投资大；后者周期长而且通风不好；而且俩种采掘工艺中，切眼拐角处无法连续转载，现有的刮板输送机，柔性皮带机等连续转载设备都无法使用，像同煤集团这样的先进技术在这里都采用炮采和爬斗。本发明所述的可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机将彻底改善这种局面：投资一套设备同时采掘俩条联巷，一条巷道支护时，到另一条转载，人息机不息，在切眼时也不间断连续转载，不用炮采了。这种采掘工艺的改革不仅充分发挥设备的使用效率，节约人工，而且缩短采掘周期，节约投资过半。将大大降低采煤成本。

总之，本发明所述的可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机将给煤矿井下采掘工艺带来革命性的改革，大大降低采煤成本。它将广泛应用于化工、冶金、矿山、电力和交通运输等部门；将填补国内空白，与美国久益采矿设备公司生产的柔性皮带机（翻译名）相比，有过之而无不及。

3、工作原理及可靠性：1）、传动原理：a.圆环链传动，并在传统工作机构中增加润滑；b.多点电动桥驱动行走，类比采用了电动汽车驱动桥驱动和制动；c.采用通用电机、减速器驱动或电动滚针链轮滚筒。2）、可靠性：托辊支撑物料运行，铸塑耐磨石墨板支撑链条运行，实心橡胶轮轴支撑炮车行走，导向轮限制链条轨迹。钢结构机架借鉴皮带机和刮板机，强度和寿命都有所提高；胶带鳞块材质借鉴钢丝绳胶带；电气控制采用可控硅降压控制；总之主要部件都采用了常见、通用材料，质量可靠；3）、三化：系列化，与皮带机带宽对应；标准化，可以采用皮带机和刮板机标准对应；通用化，主要部件全部采用通用设备。综上所述，可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机工作原理与煤矿常用设备一致，主要部件均采用系列化产品，结构简单，维修便利，运行可靠。

4、制造成本和运营成本低：1）、制造成本，结构件均采用普通钢材，配套设备都采用通用设备，加工精度要求不高，工装简单，加工工艺可以模具化，可实现流水化作业，因此制造成本一定低廉；与美国久益采矿设备公司生产的柔性皮带机相比，制造成本不超过其售价的10%；2）、运营成本，鳞块皮带机运行阻力和无轨列车行走阻力主要来源于下滑阻力和滚动阻力，控制主要采用可控硅系列控制，总体上无用功少，装机功率小，电机使用效率高，易损件都采用通用产品，因此运营成本低。

5、安全性能：1）、行走速度低，20m/min--30m/min,低于工作人员的行走速度40-50m/min；2）、工作重心低，运行平稳；3）、正常情况下不会脱离规定路线；4）、胶带鳞块搭接最薄弱部位由挡边槽支撑，胶带鳞块由圆环链固定，所以胶带鳞块不会跑偏，同时不会落料；5）、噪音来源，最大噪音依次是链轮链条传动、电机、减速器，因此噪音会低于刮板机；6）、启动与制动，a.分散驱动，集中控制，冲击小启动平稳；b.独立制动，集中控制，断电制动刹车。7）、操作简单，视野开阔。综上所述，蛇形皮带机运行是安全可靠的。

6、细节：外形参考了皮带机、连续运输列车，强度上参考了井下作业设备，整体上美观大方，结实耐用。

二、主要部件

1、炮车：有驱动炮车和普通炮车，驱动炮车和普通炮车都为两轮车且长宽尺寸一致且质心都在其车架的中心，车架两侧中间安装轮轴及轮胎，轮轴中心到前后铰接座中心距离相等。炮车由炮车架、上槽形托辊、下平行托辊、挡边槽、橡胶缓冲座、铸塑耐磨石墨板和实心橡胶轮轴组成。炮车的高度和宽度由皮带机的型号决定；炮车的长度由拐弯半径和带宽决定；炮车主要功能是用来支撑和拖动胶带鳞块、链条、托辊、圆环链导向轮组和物料；上槽形托辊由呈V形槽布置的四个单托辊组成一组，主要功能是便于胶带鳞块扭转和直接支撑胶带鳞块及上面的物料；下平行托辊由俩支水平设置的单托辊组成一组，支撑胶带鳞块，托辊组间距要小于胶带鳞块总长度的80%，并均布在整列炮车架上，使胶带鳞块顺利通过托辊并不至于因下挠使搭接处裂开；炮车架对应胶带鳞片两侧的边缘处设置挡边槽，挡边槽由钢板冷弯制成，主要功能支撑胶带鳞块边缘，防止散装物料中大块物料冲击，使胶带鳞块搭接部位裂开造成落料；橡胶缓冲座，由橡胶制成，用螺栓固定在炮车架的俩侧，调节橡胶缓冲座与下一个炮车座的间距x限制炮车的最小拐弯半径，并减小炮车碰撞噪音，根据巷道宽度和倒角确定蛇形皮带机的最小拐弯半径R,设炮车长度为2a,宽度为2b，则：x=2ab/R。

炮车架对应圆环链底部的位置固定耐磨石墨板。铸塑耐磨石墨板直接支撑圆环链，自润滑功能将减少圆环链的磨损、振动和摩擦噪音；轮轴由实心橡胶轮、轴承和轴等组成，固定在炮车中间支撑炮车及其所载物料行走；技术关键在于：1）、轮轴必须安装在炮车架的中间，即轮轴中心到前后铰接中心距离相等；2）、托辊组由多个托辊组成，不能由一个托辊代替。

2、无轨列车： 由驱动炮车、普通炮车、高式炮车（逐级升高的炮车）、一自由度铰接座、三自由度铰接座和销轴组成。依次铰接的驱动炮车和若干普通炮车构成动拖组合，若干个动拖组合铰接串联，串联后在无驱动的一端再铰接一台相同的驱动炮车，其首尾两端的炮车上分别设置一套转向机构、一台电气控制箱和一间操作控制室，前后电气控制实现联控，为无轨列车。无轨列车主要功能是支撑和背负鳞块皮带机在井下自由行走。关键技术在于：1）轨迹一致并适应路面不平整要求。A、轮轴中心到前后铰接中心距离相等，每个炮车都是转向轮轴，即轴距（转向轮轴-固定轮轴）为零，因此轮偏差为零，轨迹一致；B、一自由度铰接座，可以左右转动，转动中心不变，只有一个自由度，使无轨列车具有一定的刚度，便于和鳞块皮带机组合；三自由度铰接座，可以上下左右并旋转，有三个自由度，使无轨列车适应地面不平整要求。两相邻炮车之间还连接有两条拉簧复位座，两条拉簧复位座成八字形对称设置于铰接座两侧，其俩端与相邻炮车车架固定连接，八字形的喇叭口和运行方向一致，每个炮车的车架两侧的前后两端都安装有橡胶缓冲座。

如图24所述的三自由度铰接座包括二链环，二链环中的链环Ⅰ焊接在转轴上，转轴通过锁板可转动式固定于前面的炮车上，二链环中的链环Ⅱ中穿有销轴，销轴两端通过母座Ⅱ固定在后面的炮车上，链环Ⅱ与母座Ⅱ之间设有调节板。用调节板调节链环与炮车架之间的间隙，控制二链环连接的积累误差，便于和鳞块皮带机组合。

1）、无轨列车分散驱动，多点制动，集中控制，因此启动停车平稳省力；2）、满足鳞块皮带机凹凸弧运行要求。蛇形皮带机的主要功能是转载，这就要求尾部受料段要低，便于接受物料，头部卸料段要高，便于转载到其它设备。为了减小蛇形皮带机外形尺寸，要制造一个凹弧实现尾低头高的要求。本发明用九个不同高度的高式炮车串联完成鳞块皮带机凹弧段，因为有导向轮限制圆环链可以不考虑晃动系数,但应考虑路面凹弧会叠加。3）、头尾分别安装转向机构。4）、无轨列车的刚度：假定把无轨列车放置在一个不平整的地面上，头尾中心分别施加一个沿着炮车纵向相向的外力F，F由小增大，当F达到F₂时无轨列车变形，把F₂称为无轨列车的刚度。相对于无轨列车来说，F主要来源于圆环链的张力，根据皮带机逐点计算法求得，F受导向轮限制，Ftga将破坏列车的刚度，tga由地面不平整度决定；无轨列车形成后F₂已固然存在，长度、重心高度、地面不平整度和铰接自由度等值越大，F₂越小；宽度、重量和摩擦力越大F₂越大，而且列车变形的方向总是沿着铰接座自由的方向。不难看出宽度、质量、重心和地面平整度受使用要求和客观条件限制，但铰接自由度可以人为改变，把列车分为若干小单元分析，在刚度和适应路面能力条件范围内总能优选出合理的铰接方式，使KFtga＜F₂，（蛇形皮带机成立条件，K：稳定系数）。在本发明中铰接用的铰接座包括长宽尺寸一致的一自由度和三自由度铰接座，两种铰接座的排列方式包括：1）、三自由度铰接座·一自由度铰接座·一自由度铰接座并循环或2）、一自由度铰接座·三自由度铰接座并循环或3）、一自由度铰接座·三自由度铰接座·三自由度铰接座并循环。

3、圆环链导向轮组

如图9，圆环链导向轮组由导向轮、轴、轴承和油封等组成，炮车架上、上槽形托辊和下平行托辊之间有圆环链导向轮组，所述的圆环链导向轮组包括对称安装的在炮车架上的两根竖向设置的轴，轴两端分别安装上下导向轮，两个上导向轮、两个下导向轮分别在同一水平上，圆环链设置于两导向轮底圆之间，导向轮的底圆半径小于等于圆环链丝径。两个上导向轮、两个下导向轮，四个导向轮均匀对称的安装在炮车中央，前后轴距为炮车长度的1/2，左右轴距由圆环链宽度决定。圆环链导向轮组主要功能是鳞块皮带机跟随无轨列车运行时，控制圆环链，一限制链条偏离中心，二限制链条扭转（由于圆环链制造精度的积累误差使其受力时，立环不立，平环不平），三限制链条在凹弧段向上漂移。关键技术在于导向轮底园半径要小于等于圆环链丝径，留有足够的间隙。

4、胶带鳞块：

如图5、6、7、8，胶带由若干胶带鳞片依次上下搭接形成封闭的环型，胶带鳞片形状如箭尾，两端端口为斜面，一端上部为斜面，一端下部为斜面，每个胶带鳞片的中心固定在圆环链上。

胶带鳞块由胶片、钢丝绳、尼龙布（或钢丝网）硫化而成，其大小由拐弯半径、运输量、托辊间距和自身刚度决定的。主要功能是胶带鳞块连续固定在圆环链上，依次搭接形成封闭 的环型，上面胶带鳞块由托辊支撑形成槽型，来承载物料，下面胶带鳞块由平托辊支撑。关键技术在于：如图26、27，一、胶带鳞块和圆环链的固定方法有俩种，其一，每个胶带鳞片的中心由沉头螺丝和异形楔块固定于圆环链的平链环上，所述的异形楔块包括组合在一起的上下两块、其两侧卡平链环内圆上。其二，每个胶带鳞片的中心由螺栓固定在圆环链的立链环上，立链环上钻孔铰扣与螺栓配合。以下把固定胶带鳞块的这个链环简称为固定环，固定胶带鳞块的俩个螺丝要承担胶带鳞块动作的所有负荷；二、胶带鳞鳞的动态分析：1）、蛇形皮带机直线行驶和运行时，胶带鳞块和圆环链相对静止，胶带鳞块跟随固定环运行；2）、蛇形皮带机弯曲行驶和运行时，胶带鳞块之间、胶带鳞块和圆环链之间将发生相对运动，圆环链偏离胶带鳞块的中心，胶带鳞块跟随固定环发生扭转，在外圆一侧胶带鳞块搭接长度缩短，在内圆一侧胶带鳞块搭接长度延长。

设胶带鳞块的有效长度为l＜a（炮车的长度为2a），宽度为2c，搭接长度为f，则：在最小拐弯半径时胶带鳞块伸缩量 ∆f=ac/2R。

3）、胶带鳞块转过滚针链轮滚筒（以下简称滚筒）时，胶带鳞块将和圆环链、滚筒外圆发生相对运动。胶带鳞块固定在链环的最顶端，转过滚筒时在最外圆，当胶带鳞块前端驶入滚筒而固定环未驶入滚筒时，胶带鳞块前半部分相对圆环链和滚筒外圆向后运动，带动滚筒外圆上的滚针向后自转，胶带鳞块前端搭接长度缩短；当固定环驶入滚筒时，胶带鳞块后半部分相对于圆环链向前运动，后端搭接长度缩短；当胶带鳞块前半部分奔离滚筒时，圆环链运行方向改变180°，胶带鳞块相对于圆环链向前运动，胶带鳞块前端搭接长度延长；固定环奔离滚筒时，胶带鳞块后半部分相对于圆环链向后运动，带动滚针向后自转，胶带鳞块后端搭接长度延长；依次类推，胶带鳞块不仅在滚筒外圆上有相对往复运动，搭接长度在不断变化，而且在经过凹弧段、凸弧段、不平整地面时，胶带鳞块也会发生相对运动。（注：前、后均相对于圆环链运行方向而言）

设链轮节园直径为2r，环链宽度为2q，胶带鳞块有效长度为2l，则：胶带鳞块转过滚筒时，搭接长度最大伸缩量： ∆f₂=lq/2r。

4）、固定在圆环链上，依次上下搭接，形成搭接茬口，胶带鳞块跟随圆环链环形运转，相对于托辊来说，总有一段（或承载段或回程段）是戗槎，戗槎运行时，茬口磨损严重并增加运行阻力。把胶带鳞块制成箭尾形，戗槎设置在承载段，此时胶带鳞块纵向全长由圆环链支撑，舌尖部分先从槽型托辊中间穿过，茬口的阻力和磨损将是最小的，同时转过滚筒顺利，相对于物料来说是顺槎，物料不易进入搭接处；反之则不利。

综上所述，胶带鳞块在煤堆下不断的小幅往返、扭转运动，茬口与托辊碰撞；因此，胶带鳞块制成箭尾状，俩端楔型，有较好的成槽性能，戗槎设置在承载段，运动的阻力最小，茬口磨损最小。

5、滚针链轮滚筒：

如图11、12，作为胶带的驱动装置，滚针链轮滚筒（以下简称滚筒）滚针链轮滚筒包括滚针、链轮、滚筒轴和接盘组，滚筒轴上中间安装有链轮，链轮两侧的滚筒轴上分别安装一对接盘组，两对接盘组以链轮的中心为中心对称设置，两对接盘组外侧的滚筒轴上分别安装有轴承座，接盘组包括接盘Ⅰ和接盘Ⅱ，接盘Ⅰ和接盘Ⅱ的外圆周通过均匀布置的且能够自转的滚针联接。

滚筒分为俩种，一种是传动滚筒，其中轴为传动轴，传动轴与驱动装置联接带动滚筒旋转，另一种为改向滚筒，圆环链运行时被动旋转。主要功能：1）、传动滚筒、改向滚筒和圆环链组成圆环链传动系统，分散驱动时，由俩个传动滚筒和圆环链环组成传动系统；是鳞块皮带机主要传动部件。2）、支撑胶带鳞块转过滚筒，使胶带鳞块与滚筒的摩擦损耗最小，而且滚针跟随滚筒公转的同时自转，保证胶带鳞块转过滚筒时蠕动和复位。

6、刷油润滑装置：

如图13、14、15、16，刷油润滑装置由油箱、节流阀、溢流阀及压力表、机械柱塞泵、四连杆机构、调压螺丝、压簧转柄机构、钢丝刷、拉簧和油管等组成。所述刷油润滑装置包括转柄机构以及钢丝刷机构，转柄机构设置于圆环链与滚针链轮滚筒的非啮合空位，上圆环链和下圆环链之间设置，所述的转柄机构包括空心结构的转轴，转轴上连接空心结构的刷柄，转轴内腔连通刷柄内腔，刷柄内腔内设置钢丝刷，钢丝刷刷头一端伸出刷柄内腔，顶紧链轮槽，刷柄压紧压簧，转轴通过四连杆机构连接柱塞泵柱塞，柱塞泵出油口与转轴内腔连通，转轴中间焊接两支刷柄，转轴的一端内腔与两支刷柄内腔相通，和刷柄内腔相通的转轴一端的端部自外而内依次安装管接头、瓦座Ⅰ和四连杆机构的连杆Ⅰ，转轴另一端自内而外依次安装定位套和瓦座Ⅱ,瓦座Ⅰ和瓦座Ⅱ与头架固定连接，连杆Ⅰ与拉簧一端铰接，管接头通过油管连接柱塞泵，钢丝刷的刷尾由铜管固定置于刷柄内腔之中，刷身由连接于刷柄靠近链轮一端端部的内通孔螺塞约束，刷头蓬松，刷柄另一端拧入调压螺丝，调压螺丝和钢丝刷刷尾之间有压簧，钢丝刷刷头伸入链轮齿槽内。所述的四连杆机构还包括与连杆Ⅰ依次铰接连接的连杆Ⅱ、连杆Ⅲ以及连杆Ⅳ，连杆Ⅲ中间与柱塞泵柱塞铰接，连杆Ⅳ与油箱铰接固定，柱塞泵进油口与油箱联通固定，柱塞泵出油口与溢流阀连通。

刷油润滑装置主要功能是润滑圆环链及链轮，润滑性能将影响其寿命、速度、噪音及速度波动。工作原理：调节螺丝将钢丝刷压紧链轮槽，链轮转动和拉簧的共同作用下（链齿带动转柄向上，拉簧拉动转柄在链槽时向下），使钢丝刷及转柄摆动，带动四连杆机构动作使机械柱塞泵柱塞往复运动，柱塞泵工作，把润滑油泵人转柄油腔从钢丝刷周边间隙流出，将钢丝刷沾满润滑油达到润滑链轮链条的目的。关键技术在于：调整调压螺丝确保钢丝刷压紧链轮，链齿带动转柄向上；拉簧有足够的力和速度在钢丝刷进入链槽时将其拉回；节流阀控制润滑油工作压力，达到控制钢丝刷的浸油量，过大造成浪费和不清洁，过慢，链轮链条得不到充分润滑。

7、滚筒驱动装置：

滚筒驱动装置，从结构上分为俩类，一类是外装型，由电机、H型或行星减速器、强板和齿轮箱组成；另一类是内装型，由行星电动滚筒改装安装在滚针链轮滚筒内驱动。从布置形式上分为集中驱动和分散驱动。集中驱动：1）、一般安装在鳞块皮带机头部，电机、减速机外形尺寸相对较大，影响鳞块皮带机头部外形尺寸；2）、承载段圆环链张力较大，不利于鳞块皮带机凹弧段处理；分散驱动： 1）、一般分别安装在鳞块皮带机头尾部，电机、减速机外形尺寸相对较小，有利于鳞块皮带机外形尺寸经凑；2）、承载段圆环链张力较小，空载段张力接近承载段，有利于鳞块皮带机凹弧段处理；3）、电控要求较高，俩个驱动滚筒机械特性不一致，不改变电机特性的条件下，将遵守功率用尽原则。主要技术在于：滚筒驱动装置及传动滚筒选择合适的联接方式，使其外形尺寸较小，满足可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机的使用要求。

8、齿轮箱头架：

齿轮箱头架由齿轮箱和强板组成，齿轮箱连接减速器和滚针链轮滚筒，同时是组成头架的一部分。关键技术在于：这种机构使机头结构紧凑，齿轮箱和强板共用。

9、炮车驱动装置：

炮车驱动由摆线针轮减速电机、传动轴、齿轮箱、万向联轴节和汽车驱动桥组成，传动轴、齿轮箱、万向联轴节把摆线针轮减速电机和汽车驱动桥连接起来，使炮车驱动机构紧凑，不超出炮车尺寸要求。炮车驱动装置主要用来驱动无轨列车行驶，无轨列车较大时，一般采用多点分散驱动，即把多个驱动炮车分布在无轨列车的多个部位，联动控制。关键技术在于：1）、摆线针轮减速器和齿轮箱都固定在炮车架上，不能超出炮车尺寸范围；2）、多点驱动时电机步调不一致。多台电机不遵守功率用尽原则，电气控制保护不能让电机逐个烧坏；3）、制动部分改造为断电制动，并集中控制。

10、转向机构：

转向机构由四连杆机构和转向柄组成，四连杆机构由俩个炮车和俩支连杆组成。转动转向柄带动第一杆件旋转，使相邻两杆件（即相邻俩个炮车）夹角变小或变大达到转向目的。转向柄转向和蛇形皮带机转向一致，便于操作。在无轨列车头尾两端相邻的炮车之间各安装一套转向机构。实际上也只能在头尾炮车和相邻炮车之间安装，因为中间炮车相对于无轨列车来说是零自由度，只有头尾炮车各少一个约束。转向机构相对于无轨列车就是一个导向机构，因此行驶时总是最前端的转向机构起作用，而且俩个转向机构互不影响。

11、拉紧装置

如图17、18，拉紧装置包括压簧、丝杠、锁板、导向滑块、外导套、内导杆和尾架，外导套内设置内导杆，内导杆一端与中间支撑架固定，内导杆另一端焊接有弹簧座连接压簧的一端，压簧另一端连接导向滑块，导向滑块有内螺纹连接丝杆，丝杆通过锁板与外导套端部连接，只有自由旋转一个自由度，尾架由外导套焊接而成，尾架上部连接滚针链轮滚筒，下部与直线滑轨连接或安装轮轴。

工作原理：旋转丝杠导向滑块在螺纹作用下移动，压紧压簧，达到一定压力后，外导套和内导杆相对位移，内导杆不动，外导套向后一定达到拉紧圆环链的目的。调节丝杠压缩弹簧，顶紧内导杆，当弹簧压缩力达到一定数值时，外导套相对内导杆向后移动，因为滚筒固定在外导套上，所以滚筒随之位移达到拉紧圆环链的目的。主要功能是拉紧圆环链，使圆环链张力保持在使用范围之内。

1）、 圆环链动态分析;蛇形皮带机在拐弯时，炮车行驶在一个圆周上，而圆环链导向轮组把这个圆周分割成内接正多边形的几个边，圆环链将沿着这几个边行驶，边长一定小于对应的弧长，因此圆环链会松弛，相对伸长。

2）、积累误差：由于无轨列车由多个炮车铰接而成，受力状态下炮车之间间隙会缩小，因此，总长度会小于自然长度，造成链条松弛。

3）、选用较长的压缩弹簧，在较小的工作范围拉紧力比较稳定。拉紧力合理会减小圆环链的振动，减少脱链故障。

12、滚筒罩：

滚筒罩由薄钢板冲压而成，用轴承座螺栓固定在轴承座内侧，底板上冲孔，与滚针链轮滚筒保持一定的间隙，一般小于胶带鳞块厚度的二倍。胶带鳞块进入滚筒时不屈服滚筒的曲率，滚筒罩强制其弯曲，顺利转过滚筒并保持良好的搭接状态，胶带块鳞带入罩内的碎煤从底板孔挤出。

13、可调节溜槽和导料槽：

可调节溜槽安装在头部，转载物料到其它设备；导料槽安装在尾部受料炮车上，防止散装物料撒落。二者同皮带机溜槽和导料槽，详细结构略。

14、蛇形皮带机失效条件和故障安全：

1）、圆环链断裂导致鳞块皮带机失效；2）、圆环链磨损或疲劳节距变大，向齿顶园位移造成脱链；3）意外事故把圆环链卡死，a.断电无事故，b.导向轮组拉弯造成圆环链严重偏离中心或刚度破坏而脱链，c.断链，d.翻车,造成事故。

Claims (9)

1.一种可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机，其特征在于包括动拖组合、胶带、固定胶带的圆环链、胶带支撑结构以及胶带驱动装置，

所述的动拖组合包括依次铰接的驱动炮车（3）和若干普通炮车（4），铰接用的铰接座包括长宽尺寸一致的一自由度铰接座（13）和三自由度铰接座（14），两种铰接座的排列方式包括：1）、三自由度铰接座·一自由度铰接座·一自由度铰接座并循环或2）、一自由度铰接座·三自由度铰接座并循环或3）、一自由度铰接座·三自由度铰接座·三自由度铰接座并循环，驱动炮车（3）和普通炮车（4）都为两轮车且长宽尺寸一致且质心都在其炮车架的中心，炮车架两侧中间安装轮轴（11）及车轮（12），轮轴（11）中心到前后铰接座中心距离相等；所述的三自由度铰接座包括二链环，二链环中的链环Ⅰ（73）焊接在转轴Ⅱ（75）上，转轴Ⅱ（75）通过锁板可转动式固定于前面的炮车上，二链环中的链环Ⅱ（74）中穿有销轴Ⅱ（76），销轴Ⅱ（76）两端通过母座Ⅱ（77）固定在后面的炮车上，链环Ⅱ（74 ）与母座Ⅱ（77）之间设有调节板（78）；

若干个动拖组合铰接串联，串联后在无驱动的一端再铰接一台相同的驱动炮车，

所述的胶带（1）由若干胶带鳞片（34）依次上下搭接形成封闭的环型，胶带鳞片（34）形状如箭尾，两端端口为斜面，一端上部为斜面，一端下部为斜面，每个胶带鳞片（34）的中心固定在圆环链（2）上；

所述的胶带支撑结构包括设置在炮车架上的槽形上托辊（21）和平行下托辊（22），胶带支撑于槽形上托辊（21）和平行下托辊（22）之上；

前、后驱动炮车安装驱动圆环链运转和支撑胶带鳞片转向的滚针链轮滚筒（16），每个炮车上有两对圆环链导向轮限制圆环链。

2.根据权利要求1所述的可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机，其特征在于首尾两端的炮车上分别设置一套转向机构（9）、一台电气控制箱（8）和一间操作控制室，前后电气控制实现联控，两相邻炮车之间还连接有两条拉簧复位座（19），两条拉簧复位座（19）成八字形对称设置于铰接座两侧，其俩端与相邻炮车车架固定连接，八字形的喇叭口和运行方向一致，每个炮车的炮车架两侧的前后两端都安装有橡胶缓冲座（20）。

3.根据权利要求1所述的可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机，其特征在于所述的槽形上托辊（21）由呈V形槽布置的四个单托辊组成，平行下托辊（22）由俩支水平设置的同轴单托辊组成；炮车架上、槽形上托辊（21）和平行下托辊（22）之间有圆环链导向轮组，所述的圆环链导向轮组包括对称安装的在炮车架上的两根竖向设置的轴（23），轴（23）两端分别安装上下导向轮，两个上导向轮（24）、两个下导向轮（25）分别在同一水平上，圆环链（2）设置于两导向轮底圆之间，导向轮的底圆半径小于等于圆环链丝径；

炮车架对应胶带鳞片（34）两侧的边缘处设置挡边槽（26）；

炮车架对应圆环链（2）底部的位置固定耐磨石墨板（27）。

4.根据权利要求1所述的可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机，其特征在于所述的胶带驱动装置包括滚针链轮滚筒，滚针链轮滚筒包括滚针（28）、链轮（29）、滚筒轴（30）和接盘组，滚筒轴（30）上中间安装有链轮（29），链轮（29）两侧的滚筒轴（30）上分别安装一对接盘组，两对接盘组以链轮（29）的中心为中心对称设置，两对接盘组外侧的滚筒轴（30）上分别安装有轴承座（31），接盘组包括接盘Ⅰ（32）和接盘Ⅱ（33），接盘Ⅰ（32）和接盘Ⅱ（33）的外圆周通过均匀布置的且能够自转的滚针（28）联接。

5.根据权利要求1所述的可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机，其特征在于还包括刷油润滑装置（15），所述刷油润滑装置（15）包括转柄机构（39）以及钢丝刷机构，转柄机构（39）设置于圆环链（2）与滚针链轮滚筒（16）的非啮合空位、上圆环链和下圆环链之间，所述的转柄机构包括空心结构的转轴Ⅰ（46），转轴Ⅰ（46）上连接空心结构的刷柄（47），转轴Ⅰ内腔连通刷柄内腔，刷柄内腔内设置钢丝刷（38），钢丝刷刷头一端伸出刷柄内腔、顶紧链轮槽，刷柄压紧压簧，转轴Ⅰ（46）通过四连杆机构连接柱塞泵柱塞，柱塞泵出油口与转轴Ⅰ内腔连通，转轴Ⅰ（46）中间焊接两支刷柄（47），转轴Ⅰ（46）的一端内腔与两支刷柄内腔相通，转轴Ⅰ和刷柄内腔相通的一端端部自外而内依次安装管接头、瓦座Ⅰ和四连杆机构的连杆Ⅰ（50），转轴Ⅰ另一端自内而外依次安装定位套和瓦座Ⅱ,瓦座Ⅰ和瓦座Ⅱ与头架固定连接，连杆Ⅰ（50）与拉簧（54）一端铰接，管接头通过油管（41）连接柱塞泵（49），钢丝刷的刷尾由铜管（55）固定置于刷柄内腔之中，刷身由连接于刷柄靠近链轮一端端部的内通孔螺塞（56）约束，刷头蓬松，刷柄另一端拧入调压螺丝（40），调压螺丝和钢丝刷刷尾之间为压簧（48），钢丝刷刷头伸入链轮齿槽内。

6.根据权利要求5所述的可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机，其特征在于所述的四连杆机构还包括与连杆Ⅰ（50）依次铰接连接的连杆Ⅱ（51）、连杆Ⅲ（52）以及连杆Ⅳ（53），连杆Ⅲ（52）中间与柱塞泵柱塞铰接，连杆Ⅳ（53）与油箱铰接固定，柱塞泵进油口与油箱联通，柱塞泵出油口与溢流阀连通。

7.根据权利要求1至6之一所述的可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机，其特征在于其还包括拉紧装置（10），所述的拉紧装置（10）包括弹簧（61）、丝杆（58）、锁板（57）、导向滑块（59）、外导套（60）和内导杆（62），外导套（60）内设置内导杆（62），内导杆（62）一端与中间支撑架固定，内导杆（62）另一端焊接有弹簧座与弹簧（61）的一端连接，弹簧（61）另一端连接导向滑块（59），导向滑块（59）有内螺纹连接丝杆（58），丝杆（58）通过锁板（57）与外导套（60）端部连接，外导套焊接为尾架，尾架上部连接滚针链轮滚筒（16），下部与直线滑轨连接或安装轮轴。

8.根据权利要求7所述的可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机，其特征在于每个胶带鳞片（34）的中心由沉头螺丝（79）和异形楔块固定于圆环链的平链环（82）上，所述的异形楔块包括组合在一起的上下两块、其两侧卡于平链环内圆上。

9.根据权利要求8所述的可弯曲行驶、弯曲运转麟块皮带机，其特征在于每个胶带鳞片（34）的中心由螺栓固定在圆环链的立链环（83）上，立链环上钻孔铰扣与螺栓配合。

Images