0、引言
    DSP1080可伸縮膠帶機是煤礦運輸的定型產品，因其機身結構簡單，折裝方便，被廣泛的應用于煤礦采掘設備的后配套運輸系統中。但隨著采煤現代化的快速發展和礦井產能的不斷提高，DSP1080結構的特殊性和早期設計存在的缺陷不斷顯現出來，尤其在神東礦區千萬噸級礦井的連采配套使用中暴露出了許多問題，已無法滿足現代化、高產能礦井的需要。因此，對DSP1080可伸縮膠帶機進行了全面的改型設計。
1、DSP1080膠帶機的改型原則及改型特點
1.1DSP1080膠帶機使用中的缺點
    近幾年，通過對該膠帶機在神東及周邊礦區的使用情況進行調查研究，發現該膠帶機存在如下缺點：①主傳動滾筒輸入端軸太長，不方便拆裝搬運，一旦發生磕碰變形，很難保證驅動部在安裝后的正常使用；②驅動部減速器在使用中容易損壞，發生漏液或故障時須經常更換；③聯動齒輪過早失效，且在運行中產生很大的震動和噪音；④機頭架結構復雜，強度低，且易變形；傳動滾筒換向必須在地面維修廠進行，使維修困難；⑤經常發生液力偶合器燒毀現象；⑥游動和分層托輥小車在使用中經常發生跑偏掉道現象；儲帶倉架容易變形，再次使用安裝時基本無法正常對位；儲帶倉全封閉的結構形式使改向滾筒的維護和更換非常困難；⑦張緊部分操作困難，張緊拉力靠經驗判斷，膠帶機啟動時容易打滑或鋼絲繩經常斷股提前失效；⑧張緊驅動部減速器經常損壞；⑨卷帶操作困難，取換帶時推拉裝置基本無法正常使用；⑩膨脹銷結構的縱梁在安裝時較困難，敲打過猛容易使膨脹銷毛頭并提前失效；⑩機尾強度不夠，容易拉壞，緩沖托輥更換困難；整機運送長度變化時與驅動功率匹配沒有調整和選擇余地。
1.2 DSP1080膠帶機改型設計的原則
    在改型設計時必須考慮傳承原膠帶機本身的優點，針對所存在的缺點和問題，關鍵部位必須進行徹底的改型設計；保證DSP1080膠帶機與改型設計后主體產品的互換性；增加膠帶機的實用性和操作的靈活性；提高膠帶機的整機性能；使拆裝、換位更為便捷，產品在使用和維護時突出人性化概念。
    具體原則歸納為：①保留機身原有的結構形式和特點；②提高輸送量和輸送長度，其它主要參數不變；③簡化機頭、儲帶倉、機尾等結構形式，使其具備更高的承載和拆裝能力；④徹底改善張緊方式和提高張緊能力；⑤重新考慮驅動布置方式，改善運送長度和功率相互匹配的變通能力；⑥改變卷帶模式，重新設計卷帶裝置，使其具備良好實用性；⑦具備與原DSP1080膠帶機的主體互換功能；⑧采用單側集中潤滑；⑨具備增加中部驅動條件，提高總體水平運送長度；⑩提高整機性能，使拆裝和換向更為便捷，多次使用時安裝具備良好的對位性和準確性。
1.3  改型后整機的結構形式及主要特點
    結構形式：根據DSP1080膠帶機改型設計的基本原則，在設計DSJ100/100/2 x160膠帶機時，機身仍然保持原來標準段的結構形式，傳動原理基本不變，繞帶方式略有不同，驅動方式有所改變，由單驅160 kW雙滾筒、聯動齒輪傳動改變為160 kW雙電機、雙滾筒分別驅動方式，功率配比分別為160 kW或2 x160 kW；驅動與傳動滾筒的聯接方式由原來的吊掛式改變為基座式鼓型齒式（或蛇形簧）聯軸器連接；機頭采用大型材，倒T型組焊整體底座、卸載為大型材散件形式、復合組成三角架體為主的方式；儲帶倉由原來的兩邊框式結構改變為底座結構；固定和游動小車的改向滾筒由原臺階式布置改變為大小滾筒同水平布置結構；張緊系統徹底更新設計，具備自動、手動、卷帶三種運行模式和快速反應的絞車控制；卷帶采用獨立可拆結構，并有回轉和升降功能；機身基本不變，只是將縱梁連接由漲銷改變為E型銷插入式連接；機尾采用獨立可調式結構，并取消部分托輥種類；整機改型設計主要集中在：卸載架、機頭架、驅動裝置、儲帶倉、卷帶和機尾部分，使得整機結構變的更加緊湊合理、使用和拆裝更為安全和便捷、整體性能全面提高。本機永平運送長度根據功率配比，可分別達到1 250 m、2 500 m距離，當驅動功率為4 x160 kW時，最大運送長度可以達到5 000 m，小時運送能力全部為1000t。改型設計后的機頭驅動、儲帶倉、機尾都能單獨與原膠帶機獨立匹配使用；部分改向滾筒與原機互換；機身具有完全互換功能。
    主要特點：輸送量大、運送距離長，功率匹配靈活可變；主體部分強度高，結構簡單，具備加裝中部驅動的能力；拆裝方便、快捷，多次安裝對位性和準確性好；具有張緊自動適應能力，卷帶方便，整機操作更為簡單；驅動換向操作方便，可實現就地換向，傳動效率高；儲帶倉小車受力對稱，結構設計上消除了跑偏或側翻的可能；卸載具有加長功能，可滿足多種搭接方式。
2、DSJ100/100/2×160膠帶機設計
2.1具體設計方案
    卸載部：①卸載部基本形式依然為三角架結構，其三角結構的一半是以機頭架為主，不僅整體強度和剛度比傳統三角結構形式大大提高，基本結構也極為簡化；同時滾筒加長座與支撐座的組合使可調式滾筒可以滿足搭接皮帶和直接卸載的要求；②卸載部前端清掃器采用內置式彈簧整體結構形式，清掃刮板材料為聚胺脂，并整體固定在前端支架上，分別為前后兩道清掃，改善清掃效果；③卸載滾筒采用內置式軸承座，其承載合張力按照3 000 m水平運送距離設計，外形結構簡單，拆裝方便，易于調節，定位精度要求低。
    機頭部：①機頭架主體結構以H型鋼材和矩形鋼管焊接而成，是以底座為主的倒T型組件。當與卸載部組合安裝時，主立柱與卸載梁直接搭載，與之組合固定形成整體，使卸載和機頭的整體組合結構更為簡單，強度高、穩定性好，受力更加合理，整體承載能力全面提高；②主、副傳動滾筒坐落在機頭架上，布置及傳動原理仍保持原有方式，軸承座采用四孔可調型，增加滾筒安裝的穩定性和可調性，滾筒采用雙出軸，便于驅動裝置的增減。
    驅動裝置：①驅動座為立式組焊單獨結構，在一側可同時安裝兩臺對稱的驅動裝置，其高低搭配由可拆式電機調節底座和減速器加高座實現，底座前后左右均設計有頂絲板，便于電機、減速器安裝找正；②驅動裝置的減速器電機及聯軸器技術參數是以設計計算為依據，選用沈陽傳動公司的K167YB2315 L4型減速電機作為本機的主驅動，其特點是減速器與電機采用直聯方式，直交軸水平輸出。驅動控制選用北京山潛公司的ZJT - 250/660礦用安全型變頻調整裝置；③單機驅動布置方式為單電機機頭集中雙滾筒驅動，雙機驅動為雙電機雙滾筒分別驅動，同時也滿足長距離加中部驅動布置方式，其驅動布置形式與單機機頭形式一樣；④改型設計后的產品可實現運送長度與驅動功率靈活配比，具有很強的實用性和靈活性。
    儲帶倉：①儲帶倉依然采用傳統的四層儲帶方式，儲帶長度為120 m，儲帶倉整體有效儲帶長度30 m。反向架與游動小車改向滾筒由原來的臺階式布置改為大小滾筒同水平對稱布置，完全解決了過去游動小車在張緊過程中產生落道的問題；②儲帶倉固定段、標準段和張緊段主體由過去的兩邊筐式結構變為現在的底座式整體結構，底座與地面安裝定位是通過可調下支腿實現的，其底面距地面高度為356 mm，便于清理巷道地板的煤泥，并使儲帶倉水平度在安裝時具備隨機可調節功能；③游動小車采用槽鋼框式結構，滾筒軸線不僅與框架結構中心重合，同時也和繩輪組軸線處于同一水平面，徹底消除了反轉分力，使得小車在運行中處于絕對穩定狀態；④游動小車和分層托輥小車運行道軌采用單側導向導軌，提高了小車的對中性，徹底解決了小車跑偏和掉道問題；⑤每一節儲帶倉兩側端頭設有導軌定位銷和限位板，起到快速對正、準確安裝的作用，且裝配精度高；⑥儲帶倉的支腿設有多個調節孔，與儲帶倉大架連接，通過調節螺栓位置，可使軌道面保持在同一水平面上；⑦分層托輥小車設計了自移裝置，省去了人工移動定位的麻煩；⑧游動小車和固定反向架的改向滾筒采用內置式軸承座，可與原滾筒實現互換，采用對稱式安裝，可以通過微量調節實現滾筒之間相對平行，防止皮帶跑偏；⑨儲帶倉上部縱梁的安裝是通過其邊立柱支撐的，具有快速拆裝性，在實際使用中給檢修和更換小車帶來極大的方便。
    機身：①機身基本結構采用原來的形式，縱梁與H架的連接采用了U型銷的方式，取代了脹銷聯接；②H架底帶較原高度提高到350 mm以上，其與縱梁連接由管座結構形式變為中間槽結構形式，使縱梁中心定位更為準確；③其他部位均保持原有特性，上下托輥布置方式和連接形式不變；④即使采用U型銷連接，其縱梁和H架也具備與DSP1080的完全互換功能。
    張緊裝置：為了使整機啟動性能得到徹底的改善，對張緊絞車及其控制系統做了全新的設計，在此類膠帶機中第一次應用了自動張緊、手動張緊、卷帶3種工作模式的設計理念，使膠帶機在正常運行、接續膠帶和檢修更換的狀態下獲得完全獨立的自動控制和隨機控制能力。①張緊系統中的執行部分由15 kW的電磁制動電機、高速聯軸器、行星輪直角傳動減速器及張緊絞車卷筒總成等組成；②張緊絞車的控制是由張緊軟啟動控制開關、拉力傳感器、變送器、PLC控制器和組合開關組成的一個綜合的自動控制系統；③張緊絞車可以根據張緊系統設定的參數進行自動張緊或松繩，實現膠帶機在啟動和運行中的張力平衡；④張緊絞車具備快速反應、自動平衡、斷電自動保護的特性，可實現在移機尾時自動張緊功能。
    卷帶裝置：基本結構采用獨立懸臂形式，使得卷帶機的操作過程更加簡單、容易和靈活。①卷帶機驅動機構采用SEW減速電機，其基本連接為直連方式；②卷帶機具備升降、回轉功能，使卷帶和取裝膠帶時操作非常便捷；③獨立設計的結構，不僅滿足于整機安裝時配套使用，也可以獨立于系統外直接使用，改變卷放帶的使用地點和場合；④卷帶機在整機配套安裝中，其出入口設有手動夾帶裝置，兩者配合使卷放帶操作變的更加快捷和方便。
    機尾：①改型設計為獨立機尾，由緩沖底板代替緩沖托輥，材料采用整體耐磨橡膠板；②機尾整體具備高度可調節功能。滾筒直徑為400 mm，軸承等級加大，使用壽命提高；③具備與機身自由組合性，使用十分方便。
    中部驅動：DSJ100/100的改型設計完全具備加裝中部驅動的要求，如若需要可根據用戶使用情況增設。①中部驅動布置方式與機頭完全一致，主副傳動滾筒可以和機頭互換；②加中部驅動需要對局部和清掃部位進行改進；③增加返回帶面的張力傳感器，使長距離運送的中部驅動獲得更加準確的啟動信息。
2.2改型設計效果及經濟效益分析
    改型設計效果：①驅動裝置由吊掛變為落地式，取消了液力偶合器和聯動齒輪；提高傳動效率，降低膠帶基本張力，實現運送長度和功率的靈活匹配；②主體結構設計的改變使結構簡化，強度提高，滿足更長運送距離的要求，換向、拆裝方便快捷；多次安裝對位性和準確性高；儲帶倉繞帶方式的改變和改向滾筒布置方式的變化徹底解決原機在使用中經常出現小車掉道問題；③張緊系統的重新設計和定位，使膠帶機初張力大大降低、啟動平穩順暢，不僅在運行中，即使在緊急停車時張力也能保證自動平衡；接續和取帶可操作性強；④卷帶機基本形式和結構的變化使撤換膠帶方便快捷；異地和本機匹配實用性強；⑤標準段具備快速的拆裝條件；取消了緩沖和過渡托輥；所有滾筒采用單側集中注油潤滑；整體結構設計在操作、維護方面充分體現人性化概念。
    經濟效益分析：①從主要參數比較。改型后小時輸送量提高，輸送長度增加，經濟效益相應增加；②從整機結構比較。改型后使用雙電機分別驅動，輸送長度較原機長了1.5倍，當輸送長度等同時，使用三套DSP1080膠帶機與一套DSJ100/100相比，不僅節省部分設備及膠帶的購置費，還可減少設備故障率、維護檢修費、員工數量及工資、降低電耗、油耗等，即提高了經濟效益，又達到節能降耗的目的；③通過性能參數、結構及價格比較說明改型后的經濟效益也是可觀的。
3、結語
    DSJ100/100/2×160型膠帶機是原DSP1080機型的改型設計，其設計除解決原機本身在實際使用當中存在的問題外，同時也充分考慮和采納了神東公司各使用單位對原機整體改進的建議和意見。
    在設計中充分考慮了該類現有產品的使用情況和技術水平，在吸取國外膠帶機先進的設計理念基礎上，結合現在神東該類皮帶機的控制水平和已用的技術改進成果，最終完成了DSP1080膠帶機改型的初步設計。在改型設計中引入了全新的概念，如張緊自動控制、分別驅動加軟啟動、卷帶模式變更、繞帶方式的變化和主體結構的簡化，使該機在使用和維護方面較原機型有了突破性的提高，更加符合神東礦區連采后配套運送裝備的要求。
    目前，DSJ100/100整體選型設計方案已經完成，配套控制系統也已經完善，且第一部膠帶機加工制作也完成，交付使用后，反映效果很好，現在DSJ100/100/2×160型膠帶機已批量生產，替代了DSP1080膠帶機。