基于采煤機連接松動的系列設計

鄧竹琴

(西山煤電集團公司 機電廠，山西 太原 030053)

·技術經驗·

基于采煤機連接松動的系列設計

鄧竹琴

(西山煤電集團公司 機電廠，山西 太原 030053)

基于采煤機搖臂殼體連接電機處經常松動損壞及采煤機連接鉸軸處經常松動脫落，分別提出了修復設計方案。方案實施后，均達到了預期效果，效益顯著，值得推廣，該設計可為其他采煤機修復提供一種新方法。

采煤機；搖臂殼體連接電機處；松動損壞鉸軸連接處

目前，綜采工作面使用的電牽引采煤機特點是能適用于煤質中硬或硬的綜采工作面，采用交流變頻調速、擺線輪銷軌式牽引系統(tǒng)，結構緊湊，滿足高產、高效工作面的需要。上海創(chuàng)立600電牽引采煤機現為西山煤電采掘工作面的主要采煤設備。在采煤過程中，由于井下的特殊作業(yè)環(huán)境，工作狀況比較惡劣，采煤時經常會遇到巖石，采煤機各個部件連接處受到不均勻的載荷沖擊，經常松動，尤其采煤機搖臂殼體連接固定電機的螺栓孔經常松動損壞，采煤機鉸軸連接處也常常松動脫落。于是針對采煤機搖臂殼體連接固定電機的螺栓孔松動損壞，提出了設計模具的修復思路并予以實施，對使用模具修復的采煤機搖臂殼體進行效益分析；針對采煤機鉸軸的松動脫落，通過實際研究進行了防松裝置的設計，并對設計的防松裝置進行效益分析。具體方案如下：

1 設計使用模具修復采煤機搖臂殼體的連接松動

1.1 修復思路

采煤機工作時，搖臂是主要工作部件，該部件能否穩(wěn)定工作影響到煤礦的效益，所以搖臂傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定性非常重要。搖臂為主要受力件，在井下搖臂受到的反作用力較大，一部分切割反力作用在采煤機搖臂殼體上，導致搖臂殼體上固定電機的螺栓孔不到一個檢修周期有的成橢圓形，有的已經損壞。如果固定電機的螺栓孔松動，那么電機在工作中會產生振動現象，這時候如果不及時檢修處理就會導致電機軸與一軸的齒輪打齒損壞，導致整套搖臂齒輪打齒損壞，后果非常嚴重。搖臂的傳動系統(tǒng)要有很高的穩(wěn)定性，才能保證采煤機正常工作，不影響煤礦井采量。所以電機松動后需要及時出井檢修，如果返回原廠處理不僅成本高而且周期長，為了降低生產成本和節(jié)約維修時間，提出了對搖臂殼體進行修復設計方案。

在原設計的基礎上，進行搖臂殼體的修復利用，修復周期短、效率高，為井下的安全快速采煤提供保障，并節(jié)約維修費用。若有一個電機固定螺孔模具，不僅保持了原設計尺寸，而且在原基礎上把螺栓孔加深，使強度增加，確保修復質量。

首先制作一個電機固定螺孔模具，內徑為搖臂殼體的電機孔，外徑為搖臂電機部位殼體外徑。搖臂殼體示意圖見圖1.

圖1 搖臂殼體示意圖

利用電機固定螺孔模具對搖臂殼體固定電機的部位進行錯位打孔套扣，并把損壞多余的螺栓孔添平，打磨平整。

1.2 修復方法

1.2.1 制作電機固定螺孔模具

材料：Q235A或錳板。電機固定螺孔模具示意圖見圖2. 模具按照制造工藝進行。

圖2 電機固定螺孔模具示意圖

1.2.2 使用模具修復搖臂殼體的步驟

1) 搖臂殼體內外清洗干凈，內部零件必須拆除，支穩(wěn)墊平放在搖臂鉆床工作部位。

2) 把電機固定螺孔模具放在搖臂電機孔上，順時針旋轉一個角度，使新的螺栓孔在原螺栓孔中間位置即可。

3) 鎖緊4個定位螺釘，安裝合適的鉆頭鉆出螺紋底孔，套M16的螺扣，孔深60 mm.

4) 套完孔一定要把孔內的鐵屑取盡，并把多余損壞的螺孔添平補齊。

1.3 經濟效益

1) 返回原廠修復一件搖臂殼體電機孔需18 500元，而使用電機固定螺孔模具及時修復一件的費用為2 400元(含人工、材料)，節(jié)約費用為：18 500-2 400=16 100元。

2) 若不及時修復，導致搖臂整體損壞需要維修費用25萬元左右，甚至更高。那么至少節(jié)約25萬元.

3) 返回原廠修復一件搖臂殼體電機孔最短為15天，若在本廠修復需2天，直接節(jié)省13天，按一天采煤的產值500萬元計算，則：13×500=6 500萬元。及時修復一件搖臂殼體電機孔可以創(chuàng)造產值 6 500萬元。

若一年修復搖臂20件，那么年增產值20×(1.61+25+6 500)=130 532萬元。經濟效益巨大。

1.4 小 結

在目前市場經濟放緩，煤炭需求遞減的情況下，節(jié)約維修成本顯得尤為重要。在創(chuàng)力600采機搖臂殼體修復利用中，通過與使用單位的溝通與信息反饋，效果良好，不僅節(jié)約了維修成本，且滿足了生產的需要，還受到用戶的一致好評，修復的搖臂殼體比原設計的強度更高，同時，也為其他類型采煤機提供了一種新的修復思路和方法。

2 采煤機鉸軸連接處防松裝置的設計

2.1 防松裝置的設計思路

西山煤電集團公司主要采用創(chuàng)力采煤機，在原設計時，未對鉸軸的松動脫落進行實際研究，只是理論上進行定位防松。但在實際的井下工作環(huán)境中，由于負載的不均勻性，工作狀況的復雜性，原來采煤機所使用的壓板和螺栓的強度不夠，壓板面積太小，而鉸軸較大，在工作中鉸軸承壓也比較大，導致鉸軸的定位不起作用，螺絲斷裂，鉸軸經常松動脫落，導致鉸軸和鉸軸孔變形損壞，故障頻繁發(fā)生，嚴重影響井下的正常生產。

根據使用和檢修經驗及可行性分析，提出一套方案并在工作中反復驗證：在不影響其原有性能的同時，鉸軸兩端增加2塊擋板，減小每根螺絲的受力大小及原來擋板所承受的壓力。見圖3.

圖3 鉸軸示意圖

2.2 防松裝置的設計方法

在原有舊擋板上疊加一塊280 mm×100 mm的長方形新擋板，見圖4. 鉸軸另一端增加一塊d200 mm的圓擋板，見圖5. 根據圓面積計算公式，原擋板與銷軸的接觸面積S1=2 856 mm. 增加新擋板后，新擋板與銷軸的接觸面積S2=11 204+7 850=19 054 mm.S2/S1=6.7，新接觸面積約為原來的7倍。根據P=F/S即可知，新壓強減少為原來的1/7.

圖4 新擋板壓舊擋板示意圖

圖5 圓擋板示意圖

首先，增加2塊新擋板后，其所受壓強大幅減少。其次，新擋板換用4條M16的螺絲，另一端圓擋板中心采用一條M18的螺絲，既增加了螺絲的強度，又將每根螺絲所受壓強減少為原來的1/7.

2.3 經濟效益

增加防松裝置后修復每臺采煤機至少節(jié)省檢修

成本1.6萬元，延長了設備的使用壽命，提高了原煤產量，一天采煤產值為500萬元。

若每年修理創(chuàng)力采機20臺，則年增創(chuàng)效益：20×(5 000+1.6)=110 032萬元。若修復數量大，可創(chuàng)造較大的經濟效益。

2.4 小 結

在采煤機工作中，鉸軸受到的沖擊載荷過大時，該套防松裝置能有效地保護好鉸軸和鉸軸孔，起到了保護傳動系統(tǒng)的作用，提高了整套設備的可靠性。此項設計也可用于同類型采煤機的維修，既可以增加經濟效益，也可以提高井下的生產安全系數。

當采煤機工作時，由于采煤機殼體間的連接處經常松動，所以正在對殼體間連接處的松動進行研究設計，希望這項革新能盡快在生產中得到應用。

3 結束語

以上基于采煤機連接松動的系列設計，通過實施后取得了較好的效果，節(jié)約了維修成本，降低了維修率，提高了采煤機的維修質量；降低了事故率，提高了煤礦產量。既保證了井下的生產安全，也為企業(yè)創(chuàng)造了較高的經濟效益。上述項目設計可以推廣使用于其他創(chuàng)力機型。

[1] 叢日永.采煤機截割部新型傳動保護裝置[J].煤礦機械，2013(6):151-152.

[2] 史仁貴.采煤機搖臂殼體的深孔加工工藝方法[J].煤礦機械，2016(7):100-101.

Improved Design in Optimization of Shearer in Loose Joint

DENG Zhuqin

Due to frequent occurrence of loose and breakdown at the joint of hinge or between rocker arm and motor, the paper puts forward a series designing scheme for renovation. The implementation of the scheme shows that expected results have been achieved, the benefits are obvious, and it is worth popularizing.

Shearer; Joint between rocker arm and motor; Loosening and breakdown; Hinge

2016-11-26

鄧竹琴(1975—)，女，山西平遙人，1997年畢業(yè)于太原理工大學，工程師，主要從事掘進機采煤機等礦山設備的維修、制造工作

(E-mail)18503517306@163.com

TD421.6

B

1672-0652(2017)01-0004-03