采煤工作面刮板输送机的技术改进

采煤工作面刮板输送机的技术改进

王立国

王立国（七台河市新兴区安全生产监督管理局，黑龙江七台河154600）

摘要：在原有输送机结构的基础上，对输送机的主要部件进行改造，以适应煤矿不断发展的需要。

关键词：输送机；中部槽；机头架；电动机；偶合器；减速器

过去我国对工作面输送机重视不够，因而造成当前工作面输送机的技术状况很不适应煤炭迅速发展的需要，制约了生产高效采煤的实施，因此，必须加快输送机的技术水平，努力开发大运量、高强度、使用可靠、寿命长的工作面输送机。重型工作面输送机主要部件的技术改进方法如下。

1中部槽

中部槽设计结构的改进主要是围绕着如何减少螺栓的想法进行的。目的有两个：一是减少螺栓损坏的可能，可增加可靠性；二是减少设备安装时的劳动量。现在设计的工作面输送机取消了过去设计结构中的数千条螺栓。其方法是使用铸焊组合式中部槽，即将一侧的槽帮钢与产煤板与另一侧槽帮与底挡板，各铸造一个整体，应与中板焊接组成中部槽。中部槽间连接头可在槽帮钢上铸出来，用哑铃销或铸造大环等不同形式来开实现高连接强度和高定位强度，单侧连接强度在3000KW以上。无链牵引装置的固定板焊接在老塘一侧的底挡板的平面上。只要在挡煤板处还留下几条螺栓用来固定齿轨板，所以不易损坏。

中板和底板用调质钢如ARQ360牌号，虽然成本略有增加，但耐磨性确大有增强。中部槽的概率寿命是E型槽槽帮钢的厚度及中板和底板三者结合在一起的函数。中部槽的作用除了输送煤炭外，还必须具有足够的强度支撑采煤机和承受支架的推、拉力。工作面输送机的寿命是由中部槽的失效具有最小厚度时，允许饿磨损量决定的。因此，人们的注意力更多的集中在如何提高中板的强度上。中板的厚度略有增加，而输送机的概率寿命却可以有较大幅度的增加。

采用铸造中的中部槽帮，煤壁侧和采空侧的槽帮钢就不必一样长，采空侧的槽帮钢可以设计得略长一些。这样输送机易于水平或者垂直弯曲而且还可以减少中部槽帮钢一体化的可能性。关于封底溜槽，出现了一种分体复合式的结构，溜槽的上部槽体为易损件，可以更换下部槽为托架型槽体，上下槽体用螺钉固定，这是一种坚固而耐用的中部槽。

2机头架

机头过去安有可拆卸的安装板，以便适应各种减速器。但由于紧固件很难拧紧，所以在使用中容易出现故障，最新的方法是使用三板式的结构，即输送机的主侧板和减速器的安装板分别进行相同的制造和加工，组成一个整体装置，这样有助于保持减速怨输出轴和链轮的同轴度，在高负载瞬变时，能很少出现变形或位移。这对机头架的使用可靠性有很大的优越性。经验表明，工作面端头处经受的应力比较高，因此，要提供一些特殊的溜槽，把工作面端头罩起来。为了减少连接，这些溜槽要比标准溜槽要长一些，而且连接体的强度也比工作面其他部位的强，越来越多的情况工作面一侧槽帮钢比老塘一侧的长，从而可以保证工作面输送机的机头架，尤其是机头传动部分的强度基本已标准化，而且这些板和输送系统的板可以一样大。机头架和基础板之间螺栓连接的故障问题也随着改用连接销而解决了，它的特点是安装较快，可大大减少安装时的劳动力。

3链条

如果和强度基本相同的单中链及双边链相比，使用双中链时，所配的中部槽高度可以降低。有些地方已经把手34nun双边链使用到原设计为9；22mm双贬链的溜槽上。中部槽的高度略有增加而在强度和可靠性方面却有很大提高，在薄煤层开采中，优点尤为突出。过去人们认为两条链子应当尽可能靠近，以保持负载的均衡性，然而，最近发现两条链子之间的距离加宽一些更有利于操作，两条链间距大，可以补偿链条的张力差。双中链主要用在侧卸输送机上，为了避免煤快夹在两条链之间并且带到底链道，链条间距已经增加到200mm左右，这样随着回煤问题的减少，也大大降低子功率消耗。虽然，目前还有较多的人喜欢使用较大规格的链条，但愈来愈多的人都在为提高安全系数，增加可靠性和适用性下工夫，以便增加链条强度。

4电动机和偶合器

输送机的启动即可以使用双速电机，也可以使用新型软启动液力偶合5D。新型的软启动液力偶合器在启动方面和双速电机的效率是一样的而且对于电压降的允许量更大一些。但是偶合器所需的安装准确度比较高，而且要保证连续高效的工作必须备有技术水平较高的维修。

双速电机投入的成本比较高，而一旦安装好，所需的维修量就小了，传统的办法是电动机直接连接到减速器上，当工作面输送机突然停车时，减速器就得承受由于电动机的惯性而产生的力矩，使用功率较大的电机出现过问题，对这些瞬时扭距值现在还没有准确测定，产生的冲击负荷是电动机满负荷的十倍以上。

当输送机的某个部位发生阻塞时，假如阻塞处离链轮比较近，链条冲击拉伸应力要大，因此会使驱动系统造成严重损坏。为了降低工作过程中的突然发生的瞬间高负载，必须使用一个扭矩限制器。较成功的例子是一个种限制扭矩的寓台器，它利用摩擦片问的滑动来起保护作用，其扭矩增加量高于调定值是离合器便起作用。这个数值应当调到双速电动机启动最大扭矩的1.5倍。用这种方法，即使在突然停车时，减速器和链轮所承受的负荷也可以被限制到全部负载扭矩的4倍左右。因此，可以先消除输送中的严重故障。

5减速器

随着双速电机和侧卸装置的广泛使用，促使减速器向较重型方面发展。使用液力偶合器时，减速器的负荷一般不超过满负载扭矩的2倍。使用双速电机时，装上扭矩限制寓合器保护装置后，双速电机的负荷的满负载扭矩的4倍。除此之外，长壁采煤现在更重于适用性，这个要求工作面输送机的零部件不只是使用寿命长，更重要的是要有较高的可靠性。

减速器的新发展。现在使用双速电动器后，减速器设计寿命为15000h、目前，在英国乃至世界范围内减速器的传动功率可以达到225、375和525kW。最大传动率为600kW，最大输出扭矩为250到335kN'·m。德国艾柯夫公司和威斯特法利亚公司等设计了JPL-15型行星齿轮减速器，速比可达16~66比1。JPL-15型行星齿轮传动和JST-15型普通圆柱齿轮传动的两种减速器相比，结构长度减少40％，基础面积则减少60％左右，重量减少50％以上。最大功率增加60％左右，造价基本相同，减速器的发展方向是体积小，重量轻，寿命长。

6链轮

目前，重型工作面输送机已使用26mm以上的链条。要求工作面输送机厂必须生产强度更高的链条。现在，有一种结构的链轮基本排除了链轮损坏的现象。这种链轮是单件结构。其传动齿铸人实心齿圈，经热处理后，焊接到链轮滚筒上。链轮内部充满了油，以便保证轴承的润滑而槽内的油可以把杂质稀释到最低限度。在比较宽的输送机上，不需要使整个链轮转动。

采用上述结构的链轮以后，链轮的寿命指标一直稳定上升，如34mm链的链轮，在没有夹矸层的煤层开采时，其过煤量一直可以达到2000kt以上，即使在含矸石量较高的长壁工作面中，过煤量也达到了1000kt以上。这种链轮对于目前使用的“紧凑链“似乎不适用。虽然紧凑链的安全系数增加了，但是链环的长度却增加了。也就使链轮齿厚的尺寸减少，而且会减少齿的磨损寿命。又增加了发生严重损坏的可能性。

为了解决这一问题，现在又研制了一种“优质链轮”，它的使用寿命更长。这种链轮是使用的锻造毛坯，通过四轴式加工中心加工链轮齿圈。使用了优质金属材料和严密的公差后，链轮的强度更大了。减少了齿的损坏而且在实际使用中，寿命过煤量提高1倍。