采煤机电控箱冷却水道设计及工艺分析

采煤机电控箱冷却水道设计及工艺分析

李宗泽

身份证号码：13018219900418xxxx

摘要：当前，采煤机电控箱主要采用水冷方式进行冷却。通常，在电控箱相应的箱体壁上对水道进行设置，使各类发热器件与箱壁紧贴。冷水在水道中流动，促进箱内热量有效散发出去，进而降低电控箱内温度环境，从而确保电器元件的正常运行。本文浅析了采煤机电控箱冷却水道设计，探究了采煤机电控箱冷却水道工艺，以期为采煤机电控箱冷却水道设计以及相关工艺应用提供借鉴。

关键词：采煤机；电控箱；冷却水道

前言：采煤机电控箱具有较强的密闭性，在工作状态下，电器元件产生的热量极大。若无法及时将热量散出，将导致电控箱升温，引发电器件出现老化和损坏，缩短电器件的使用寿命，甚至导致电气设备故障，阻碍采煤机的运行使用。对此，要采取有效措施将热量排出，有效保障电器元件保持在正常稳定的工作状态。

1.采煤机电控箱冷却水道设计

1.1水道布置区域

由于铝板具有较好的散热性，通常，采用铝板对电器元件底板进行制作。对水道布置的具体范围进行确定，要参考电器元件相应的底板尺寸，确保水道布置长度方向大于铝板相应的长度方向。另外，水道总宽度要比螺纹孔间距要短。水道两端，要对螺纹孔相应的安全间距进行合理预留，间距大约保持在30mm到40mm范围之内，避免焊接完成后箱体发生变形，进而产生加工误差[1]。通过上述措施，确保水道对加工螺纹孔相关区域进行有效避开。

1.2水道布置形式以及布置方向

对水道进行布置，要对水道形状进行充分考虑，选择适宜形式，确保水流通畅。要对水流存在的流通阻力进行考虑，尽量选用“回形水路”。“回形水路”各个路径均具有圆滑过渡，能促进水流畅通，且能对水流在已知范围内流经的实际横截面积进行增大，有助于水流实现及时良好的散热。基于矿井下采煤机的实际工况，通常，在煤壁侧对冷却水道相应的进出水口进行设置。对“回形水路”方向进行排布时，要避免存在折弯角度[2]。

1.3对水道设计参数进行优化

增强水道具备的冷却效果，能有效增强电器元件的综合性能以及可靠性。对冷却水道进行设计，要对如下因素影响进行考虑：采煤机电控箱处于停止工作状态下，若无法彻底将冷却水道中存在的水排放干净，将导致冷却管道长期处于潮湿状态，并最终引发生锈脱落。因此，要尽量对宽冷却水道设计进行采用，防止水道发生堵塞，有效保障冷却器实现良性循环。另外，采用宽冷却水道这一设计，能在单位时间内，增大过水量，并加快水流速度，促进水流带走更多热量，大幅度提升冷却效果[3]。

水流经的实际面积越大，水流带走的热量越多，能产生更好的散热效果。在确定水道布置具体区域后，对水道系统进行设计，要考虑如下两类参数，一是要对水流流经的实际横截面积进行增大，二是要对水流在单位时间内的实际流速进行增加。要对上述两个参数进行合理设置，确保匹配状态最佳，对进出水口存在的压力差进行有效缩小。

2.采煤机电控箱冷却水道工艺

从工艺上来看，对冷却水道盖板相应的连接方式进行选择，通常有两种方式，一类是螺栓旋入压紧，一类是焊接。新机型通常对焊接方式进行采用。煤岩会对底板螺栓进行反复磨损，造成螺栓脱落，并引发盖板松动出现漏水现象。对焊接方式进行采用，在设计以及焊接过程中，要考虑如下问题：

2.1盖板设计

若选用“回形水道”，通常需对4类盖板进行使用，所需盖板数量为30块。对水道结构进行设计，要对焊接影响进行充分考虑：（1）对水道槽，应采用阶梯结构设计，此类结构能增强盖板安装的便捷性。（2）在盖板与盖板槽相应的宽度方向上，应对间隙进行预留。由于布置了过多水道，焊缝密集程度较大，对间隙进行预留，再实施焊接，能促进焊缝实现自由收缩，并对拘束应力进行减小，并对开裂可能性进行降低。

2.2水道盖板焊接

当前，市场对功率较高、且可靠性较强的采煤机的需求量日益增多，Q460高强度钢板在电控箱底板中的应用也随之增多。采用Q460钢板，对水道底板进行制作，在初次焊接后，通常不会出现焊缝开裂的现象。但是，对之进行热处理修形时，会导致焊缝出现多处开裂。因此，焊接高强度钢板，要对焊接热输入进行有效控制，并对焊接顺序进行合理安排，避免应力过于集中，导致焊缝开裂现象。

2.3水压实验

通常，采用5MPa压力表开展水压试验。要确保试验所用的压力表完好无损，并具有较高精度。在打压时，要采取针对性较强的措施加强安全防护，防止箱体飞出，将压力表呈现出的数值变化作为依据，对箱体泄露情况进行判断。通常，实施3MPa水压试验，经过15分钟后，对压力表指针进行检查，若未发生变化，表明不存在焊缝泄露。

结语

综上所述，水冷方式是采煤机电控箱主要的冷却方式。为增强冷却效果，要对冷却水道进行科学设计。要对水道布置区域进行合理确定，并对水道具体的布置形式和布置方向进行合理选择。另外，还要对水道设计涉及的相关参数进行科学优化，并增强水道工艺设计的科学性和可靠性。

参考文献：

[1]陈克华，常小刚，张渤阳.采煤机电控箱冷却水道设计和工艺研究[J].机械工程师，2014（11）：257-258.

[2]程昆，李丽娟，刘炳展.采煤机电控箱冷却方式的分析[J].煤矿机械，2014，35（1）：159-160.

[3]濮立华.关于采煤机电控箱冷却系统的研究[J].华东科技：学术版，2014（4）：387-387.