带式输送机运行原理是将输送带缠绕于输送机的头、尾部滚筒上，在电机运转下实现闭环运行，可以将输送带上的煤炭进行有效运输，上行输送带有载，下行输送带空载。不过随着井下生产要求的增多，带式输送机的运距逐渐加长且转弯半径通常大于300m，在一些狭窄井下空间内不能完成运输机的有效移动应用，在针对前、后带式输送机的搭接处进行转运站增设下，也不利于控制建设成本。因此，有必要对小半径“S”形双向转弯装置进行研究，充分体现小半径转弯装置在输送机转弯中的小半径、灵活角度和低成本价值。

1  常规带式输送机的转弯问题

常规的带式输送机在进行平面转弯时，主要借助转弯处机身抬高和转弯处托辊安有支撑角两种方式，进行辅助转弯。机身抬高角度具有刚性，对矿井的巷道设计及建设具有较高要求，同时输送机输送带的张力与转弯处的抬高角度、转弯半径相关，固定的平面转弯也会使输送带随着张力变化出现跑偏问题；传统的平面转弯，会出现转弯段承载托辊和下回程平托辊磨损严重及挡偏辊挤压变形的问题，有较大的转弯半径下，限制了输送机的运输价值。

2   “S”形转弯装置的功能需要及原理

2.1  灵活性及地形适应性

具体需要该转弯装置的转弯角度范围在0°~360°，可在小空间内进行灵活应用，在连续“S”形双向转弯下也可以当做环形输送机应用。在地形适应原理中，该装置的主要部件为伸缩圆管纵梁，由内管与外管插接而成，整体长度可调节。在实际应用中可以结合现场情况，对伸缩圆管纵梁长度进行优化，用定位螺钉进行紧定后，有效适用于井下的复杂地形。

2.2  最小半径转弯

最小半径转弯需要了解下行侧和上行侧的运行原理。下行侧使用“V”形托辊组，在门形架两侧加设一个长立辊，进而形成半包围结构，确保空载中下行输送带内弧侧边可在向心力作用下爬上长立辊，进而实现小半径转弯。两个托辊之间呈“V”行夹角也增大了回程输送带的槽角，确保设备更易于转弯。

上行侧使用“U”形托辊组，可以结合物料重量在一定角度（0°~30°)范围内进行上行输送带调节。上行输送带在拉力作用下会形成合力且向转弯圆弧中心偏移，在输送带和托辊之间具有的摩擦影响下，“U”形托辊组的立面会向转弯圆心方向摆动且抬高一定角度，进而加上物料与托辊重力对输送带的离心力作用，会使输送带具有受力平衡效果，最终落实最小半径的设备转弯。“U”形托辊组立面的转动角度受到不同转弯半径、输送带张力的影响，可结合输送物料自动调节抬高角度，提高转弯的可靠性。

2.3  输送带保护、内外弧互换及“ S”形转弯

输送带保护的设计原理是充分应用“U”形托辊组，其正面设有两个边辊，反面设有两个底辊，在边辊和底辊的有效重合下，可以预防输送带出现过度磨损和夹撕问题，完成对输送带的保护。在输送机的内外弧转换中，基于所有部件的设计都具有对称性，因此在转弯中内弧与外弧可有效转换。在“S”形转弯中，需要将上行输送带与“U”形托辊组进行对称双向抬高设计，下行输送带与“V”形托辊组进行对称双向爬高设计，进而实现“S”形双向转弯。

3  双向转弯装置的结构设计及应用分析

带式输送机的小半径“S”形双向转弯装置由前、后过渡段和中部转弯段构成，从输送机转弯部分的前端看，分别是标准段、前过渡段、中部转弯段、后过渡段及标准段。中部转弯段有很多转弯小段构成，每个转弯小段分别由“U”形托辊组、门形架、型钢纵梁、伸缩圆管纵梁和“V”形托辊组等部分构成。中部转弯段的截面可以参考图1。下面进行主要部件分析。

3.1   门形架

对于左右立柱而言，中间位置设有下横梁与上横梁，在立柱上还设有长立辊，可将长立辊借助插销固定在立柱上，且长立辊的下方设有固定栓、上横梁的中段也设有销控，进而可提高长立辊和型钢纵梁的固定效果。需要注意的是，当进行门形架和前、后过渡段进行联接时，需要在联接方向结合立柱对应高度增设支撑管座，然后借助弹性圆柱销确保支撑管座上的前、后过渡段长纵梁具有较高的固定效果。

3.2  型钢纵梁与“ V” 形托辊组

型钢纵梁主要以槽钢为主焊接呈梁体且设有耳座。一般需要借助插销与“U”形托辊组联接。对于“V”形托辊组而言，两个托辊相近的两端分别设有铰链板片，且托辊间借助销轴联接。在两个托辊相远的两端分别设有耙子钩，借助弹性圆柱销与伸缩圆管纵梁联接。

3.3“ U”形托辊组

在“U”形托辊组中，其结构组成有横梁、边辊、底 辊等方面，其中横梁两端装有调节螺杆，且调节螺杆会借助插销与“U”形架两端进行联接，“U”形架的正反面还分别装有两个边辊、两个底辊。需要注意的是，边辊和底辊部分落实重合布置的需求、具体的“U”形托辊组构成可以参考图2。

3.4  伸缩圆管纵梁

主要由外管与内管插接组成，其中外管、内管的一端分别套在两个门形架固定栓之上，在总体长度具有可伸缩调节性且借助定位螺钉固定下，可充分满足小半径转弯的需求。需要注意的是，伸缩圆管纵梁留有销孔，可借助弹性圆柱销和“V”形托辊组接。

3.5  小半径转弯装置的应用情况

在实际的转弯装置应用中，井上及井下带式输送机的运行效果较为良好，具体表现为：①整体运行较为可靠与稳定，可以有效降低转弯半径，在小空间内可实现灵活转弯。②该小半径转弯装置在进行转弯时托辊与输送带同步摆动，因此转弯对输送带无磨损，提高输送带运转性能。③可以省去转运站、前带式输送机搭接装置、后带式输送机搭接装置的建设，在成本上有着明显的节约控制。④基于转弯装置的适用范围和应用价值，既可以优化输送机的转弯，

也可以代替弯曲轨道矿车的转弯运输，整体应用效果较佳。

4  结语

为了提高小半径转弯装置的应用价值，需要该装置具有输送带保护和地形适用等方面功能，解决传统固定带式输送机的转弯不足问题，同时弥补单向小半径转弯装置的内外弧不能互换问题。针对转弯装置进行前、中、后过度及转弯段进行结构分析后，经过实际应用，有着良好的安 全、可靠和经济效益，可促进煤矿行业实现可持续发展。