提高中雙鏈刮板輸送機(jī)過渡槽使用壽命的研究與應(yīng)用

王虹

（安徽省礦業(yè)機(jī)電裝備有限責(zé)任公司技術(shù)中心，安徽 淮北 235000）

1 引言

刮板輸送機(jī)是一種有撓性牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)輸送機(jī)械。它的牽引機(jī)構(gòu)是刮板鏈，承載裝置為溜槽。刮板輸送機(jī)是煤礦綜采成套設(shè)備的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著運(yùn)輸煤炭、拉移支架、采煤機(jī)的行走導(dǎo)向等功能。是整套綜采設(shè)備的“中堅(jiān)”，其性能、可靠程度和壽命是綜采工作面正常生產(chǎn)和取得良好技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的重要保證。

在刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)中，最理想的設(shè)計(jì)原則是等壽命設(shè)計(jì)，就是要求其主要零部件設(shè)計(jì)壽命相等，其中包括中部槽、過渡槽、機(jī)頭架，傳動裝置（包括減速機(jī)、電機(jī)）。過渡槽是刮板輸送機(jī)的重要部件之一，其設(shè)計(jì)壽命一般與中部槽相等，但在實(shí)際應(yīng)用中，由于設(shè)計(jì)與制造的缺陷，一般先于中部槽損壞，損壞的主要位置為中板彎曲段的磨穿或上翼板彎曲段的磨穿，有的經(jīng)過修復(fù)，可以再用，有的直接報廢，既影響煤礦生產(chǎn)又增加了維修費(fèi)用。

2 過渡槽的磨損機(jī)理分析

過渡槽是機(jī)頭與中部槽的連接溜槽，它的特點(diǎn)是與中部槽連接端的高度與中部槽相同，中部槽一般平鋪在工作面，與機(jī)頭架連接的一端較高，這是因?yàn)楣伟遢斔蜋C(jī)上的煤要卸到轉(zhuǎn)載機(jī)上，機(jī)頭架就需要一定的卸載高度。這樣在過渡槽內(nèi)的刮板鏈運(yùn)行軌跡變成傾斜的，刮板鏈就會對過渡槽的中板和上翼板產(chǎn)生一定的壓力，壓力隨著過渡槽中板彎曲段的傾角變大而減小，摩擦力隨之減小，磨損就慢，反之，磨損就快。

（1）如圖1，對上翼板彎曲段的受力分析，刮板對上翼板的正壓力 N=

式中，F(xiàn)1-鏈輪對刮板的拉力；F2-刮板運(yùn)行的阻力（包括刮板鏈和煤炭在運(yùn)行中所產(chǎn)生的阻力；刮板對彎曲段的摩擦力：

μ-刮板與上翼板之間摩擦系數(shù)。

圖1 上翼板彎曲段的受力分析

從上式可以看出，兩力夾角越大，則正壓力N越小，刮板對彎曲段的摩擦力越小。

（2）刮板鏈對中板彎曲段的磨損分兩種情況分析，一種是刮板磨損彎曲段，另一種是鏈條磨損彎曲段。圖2為刮板磨損彎曲段，其受力情況與圖1基本相同。

圖2 刮板磨損彎曲段受力情況

鏈條對過渡槽中板彎曲段的磨損，當(dāng)刮板鏈運(yùn)行到圖3所示狀態(tài)時，就產(chǎn)生鏈條對中板彎曲段的劇烈磨損，這是因?yàn)樵谡龎毫相同的情況下，由于鏈條與中板彎曲段接觸面積小，單位面積受到的正壓力大，單位面積受到摩擦力就大，非常容易在中板彎曲段磨上一道槽溝，甚至穿透中板。

圖3

3 幾種措施

針對上述磨損機(jī)理，在設(shè)計(jì)中為減少磨損，延長過渡槽的壽命，我們采取以下幾種辦法：

（1）盡量降低卸載高度，以增大彎曲段的角度，減少磨損。

（2）過渡槽彎曲段采用大圓弧設(shè)計(jì)，隨著過渡槽彎曲段圓弧增大，相應(yīng)的夾角A增大，刮板鏈對過渡槽彎曲段的上翼板和中板的摩擦力就小，磨損就輕。

（3）在過渡槽與中部槽之間增加抬高槽以增大過渡槽彎曲段的夾角，抬高槽的中板與中部槽的中板夾角以不超過1.5°為宜，太大了會影響采煤機(jī)行走輪與銷軌的嚙合性能。

（4）由于煤礦井下的特殊環(huán)境，過渡槽磨損后，不能就地焊接修補(bǔ)，就需要從整機(jī)中拆下過渡槽運(yùn)到井上進(jìn)行切割和焊接，工作繁重、浪費(fèi)時間、影響生產(chǎn)。采取的辦法就是在過渡槽中板彎曲段焊接新的耐磨材料，上翼板彎曲段做成活塊，用螺栓和定位銷固定，便于拆卸更換。

（a）上翼板改活塊結(jié)構(gòu)。把上翼板分三段，中間彎曲段易磨損區(qū)做成活塊，活塊長度略大于兩刮板間距，活塊的材料為鑄造耐磨合金，活塊形狀如圖4。

圖4 活塊形狀

（b）中板如圖5，在中板底部銑兩條長槽，長槽的間距為兩鏈條的間距，寬度60mm，長度為兩刮板間距，槽內(nèi)焊接碳化鉻合金耐磨復(fù)合板。

圖5 中板

4 結(jié)語

上述幾種減少過渡槽磨損、增加壽命的設(shè)計(jì)方法是行之有效的，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中被廣泛采用，尤其是過渡槽上翼板彎曲段做成活塊和中板彎曲段焊接耐磨合金，已經(jīng)在實(shí)際中應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，有利于提高維修效率，降低維修費(fèi)用，提高刮板機(jī)的整體過煤量。

［1］運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊編委會.運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999.

［2］徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.