基于系列化、模块化设计理念的刮板输送机行业发展优势分析

基于系列化、模块化设计理念的刮板输送机行业发展优势分析

闫志勇

中煤张家口煤矿机械制造有限责任公司 河北张家口 076250

摘要：刮板输送机行业经过多年发展已经积累了大量的成熟经验，但也产生了大量的基础数据，各种结构鱼龙混杂；企业为了应付订单，匆忙设计生产，缺少顶层设计，掣肘企业良性发展。刮板输送机的系列化、模块化设计能够从整体和行业发展趋势的角度去重新梳理现有的成熟技术和结构，提炼精华，加以凝结，理清思路和条理，提升技术优势，使企业从设计到生产都能轻装上阵，提高效率，增加企业核心竞争力。

关键词：刮板输送机；系列化；模块化；模块化生产

Analysis of development advantages of scraper conveyor industry based on serialization and Modular design concept

YAN Zhi-yong

(China Coal Zhangjiakou Coal Mining Machinery Co., Ltd., Zhangjiakou, Hebei 076250)

Abstract: After years of development, the scraper conveyor industry has accumulated a great deal of mature experience, but it has also produced a large number of basic data, and various kinds of structures are mixed. In order to cope with orders, enterprises are in a hurry to design and produce, and lack of top-level design, holding back the healthy development of enterprises. The serialization and Modular design of scraper conveyor can re-comb the existing mature technology and structure from the angle of the whole and the development trend of the industry, refine the essence, condense it, clear the train of thought and order, and promote the technical advantage, so that enterprises from the design to production can be light, improve efficiency, increase the core competitiveness of enterprises.

Keywords: Scraper Conveyor; serialization; modular; modular production

我国煤矿综采机械化始于20世纪70年代末，经过近三、四十年的快速发展，已经具备了完整的研发、生产制造能力，并成功开发出多系列适应我国国情的综采综放工作面输送设备，基本满足了国内市场的需求。各相关煤矿设备生产企业在这多年的发展中也积累了大量的设计、生产经验，但快速发展的同时也带来了一些困扰，例如：产品品种多样、矿方需、求各异、新旧结构共存等，大量的、相互交错的基础数据给产品设计、生产制造、包装运输等环节带来挑战，企业生产成本也居高不下。面对激烈的市场竞争,企业为了生存都是在极低利润甚至零利润的情况下维持企业运转。在此情况下，提高运行效率、降低管理成本就成为企业必须面对的问题。

结合行业特点及自身多年工作经验和深刻体会，主要从产品设计角度谈谈刮板输送机结构设计、制造工艺的基础化、模块化发展趋势和对企业发展的

有益之处。

设计基础化、模块化是指将刮板输送机各部件按照功能划分为若干个独立的单元，以这些独立的单元为基础分别建立基础模型，后续类似结构改进设计以此为蓝本进行设计。就刮板输送机而言要实现基础化、模块化设计还需要以下几方面补充：

一、首先，从顶层设计“三机”配套系列化、标准化开始

刮板输送机的设计流程遵循自顶向下的方案，首先从“三机”选型、配套开始。第一步，根据矿方设定的年产量确定配套机型，如槽宽、总功率，链条规格等；第二步，根据工作面煤层厚度及采煤机、液压支架的型号确定中部段整体高度，包括槽帮高、电缆槽高度等；第三步，根据工作面长度、倾角、运输大巷宽度、行人空间、卸载载点的选择等确定第一架支架的安装位置，过渡槽长度，机中心相对煤壁位置等。从上述三个步骤可以看到配套时需要输送机考虑的几点问题可以归纳为，槽宽、槽帮高、总功率、链条规格、卸载高度、推移点置后量，这些核心要素构成了输送机的整体框架。要素中的几条是互相联系、又相互制约，由年产量选择槽宽，槽宽和工作面长度决定了总功率，总功率决定了刮板输送机的链条直径，链条直径又决定了槽帮高度、卸载高度，按此逻辑可以将刮板机按照槽宽分类，一种槽宽系列适配几种规格链条，形成几种功率的输送机，适用于几种长度范围内工作面，形成这么一个输送机选型树状图。因此，可以按槽宽将输送机分成多个系列，根据配套参数需要在每

图 一 输送机选型树状图

个系列中选择的适合的树状图中的一支就可以完成简单结构配套，不但方便快捷，减少配套任务量还能避免不合理或者错误配套发生。

二、输送机部件结构设计系列化、模块化

输送机主要由中部槽、变线抬高槽、过渡槽、机头架、链轮、推移部等部件组成，在了解了配套的总体要求后就可以展开各部件的具体设计。中部槽作为整部输送机中批量最大的件，也是系列化、模块化最高的部件，除了槽宽区分之外，同一槽宽的中部槽区别主要在于轨坐位置的不同，而轨坐位置主要和采煤机跨局相关，可以据此设计几种常用常用的尺寸类型以便选取，尽量减少随意调整。而变线抬高槽作为连接中部和过度槽的衔接部分，为了满足采煤机的卧底量及减少与输送机的干涉变化较多，但从卧底量选择要大，变线量适当但不小的原则考虑，每种中部槽型根据经验规定一个最低抬高量和一个最大变线量，这样可以最大限度的减少因卧底量和变线量不够而造成的多余设计量。机头架在槽宽基础上按照功率和链条需要采用最低卸载高度设计几档最成熟结构类型进行选择，避免因卸载高度不合适及结构不合理造成的重复出图。过渡槽除了连接变线抬高槽与机头架之外还有主要功能就是调节机头、尾相对煤壁断面的位置，保证了卧底量和卸载高度后可以将过渡槽的长度按照槽宽设定一个最短长度，然后按一定增量系列化过渡槽，减少过渡槽长度的随意性，在设计过程中增加过渡槽最优化结构的考量，这样在今后的设计过程中铲煤板、底挡板也能大概率借用。建立在各结构部件的系列化基础之上后，保证每个系列中部件连接方式相同的情况下将其视为一个独立的模块，在一个系列中随即抽取任何一个模块都能顺利安装，只要选择需要的参数那个模块即可组成一个主机，达到快速设计目的。

三、生产、物流、包装环节系列化、模块化

输送机部件结构实现系列化、模块化以后将这些数据入库，完成工艺设计之后进入生产系统，生产系统就能根据设计部分提供的明细直接从库里调取图纸信息安排生产或者在淡季预投各机型的常用件。系列化、模块化以后可以大量减少生产准备周期及配套的工装品类，降低了生产组织难度，有效控制库存，灵活控制生产节奏，保证产品生产周期和交货质量，还能有效加快物流通货速度，降低周转周期和包装成本，减少因产品多样性和相似性造成的发货失误情况的发生。

综上，系列化、模块化可以有效提高输送机配套、设计效率，使大量的、繁杂的数据得以条理化，有助于旧结构的淘汰和好的设计结构的延续和发展。设计、生产、物流、包装等环节效率都有所提升，管理成本降低，有助于企业实现良性增长。

参考文献：

[1] 成大先．机械设计手册．第四版.北京：化学工业出版社，2002

[2] 煤炭科学研究总院太原研究院.GB/T12718-2009矿用高强度圆环链.中国标准出版社，2009.

[3]煤炭科学研究总院太原研究院.GB/T24503-2009矿用圆环链驱动链轮, 中国标准出版社，2009.

作者简介：闫志勇（1983- ），河北张家口人，工程师，2006年毕业于燕山大学机械设计制造专业。现就职于中煤张家口煤矿机械有限责任公司，在技术中心从事煤矿机械设计工作，设计主管。电子信箱：zhangyang_8399@163.com