MG750/1715—WD采煤機(jī)機(jī)身連接方式及行走箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

徐魁

（淮南礦業(yè)集團(tuán)設(shè)備租賃分公司 安徽省 淮南市 232098）

一、概述

太重煤機(jī)生產(chǎn)的MG750/1715-WD采煤機(jī)是集團(tuán)公司各礦厚煤層工作面主力機(jī)型，采煤機(jī)總體使用反應(yīng)良好。但其機(jī)身連接強度、行走箱使用壽命方面仍有不足之處。為了讓MG750/1715-WD采煤機(jī)更好適應(yīng)淮南礦區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件，在張集礦的大力配合下，我們對MG750/1715-WD采煤機(jī)局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，依托張集礦綜機(jī)工區(qū)自身加工能力，對部件進(jìn)行加工、改造，在很少的投入情況下取得了很好的使用效果，在全集團(tuán)公司具有推廣意義。而且優(yōu)化設(shè)計方案也得到太重煤機(jī)從研發(fā)、設(shè)計到工藝、生產(chǎn)部門一致認(rèn)可，主機(jī)架連接加強設(shè)計、行走箱定位銷蓋板加強設(shè)計已全面太重新煤機(jī)中得到應(yīng)用，并得到了很好的使用效果反饋，行走箱防塵設(shè)計也此基礎(chǔ)上得到啟發(fā)，正在研發(fā)全面解決方案。

二、優(yōu)化設(shè)計方案提出與解決方法

（一）主機(jī)架連接加強設(shè)計

1、存在問題

根據(jù)各礦反饋，MG750/1715-WD采煤機(jī)主機(jī)架連接螺栓經(jīng)常出現(xiàn)螺栓松動、斷裂情況，影響了整機(jī)的穩(wěn)定性。

我們查閱圖紙發(fā)現(xiàn)，此采煤機(jī)牽引部與主機(jī)架采用定位銷+普通螺栓縫合連接方式。井下回采過程中，由于淮南礦區(qū)工作面地質(zhì)條件復(fù)雜，過斷層情況時有發(fā)生，不可避免出現(xiàn)采煤機(jī)機(jī)身劇烈震動的情況，從而導(dǎo)致采煤機(jī)運行一段時間后容易出現(xiàn)螺栓松動情況，如不及時緊固處理，連接螺栓極易被切斷，引起事故。

2、優(yōu)化設(shè)計方案

為解決此缺陷，在翻閱各家采煤機(jī)圖紙、選取張集礦機(jī)電修配中心實地考察研究后，我們思考可以同時借鑒德國艾柯夫和美國久益采煤機(jī)機(jī)架連接方式，采用兩種連接方式相結(jié)合的方法即：

（1）采煤機(jī)上部牽引箱上方加裝兩根圓拉桿（原雞西MG610/1400-WD采煤機(jī)拉桿）+液壓螺母鎖緊方式；

（2）采煤機(jī)下部左右內(nèi)牽引及主機(jī)架縫合面加焊加強筋并打通孔進(jìn)行螺栓縫合的形式進(jìn)行進(jìn)一步縫合強度，如圖1所示。

（二）行走箱優(yōu)化設(shè)計

1、行走箱蓋板定位銷改進(jìn)

（1）存在的問題

太重煤機(jī)MG750/1715-WD采煤機(jī)行走箱蓋板通過6個定位銷固定，在使用過程中多次出現(xiàn)該部位定位銷軸彎曲甚至斷裂現(xiàn)象，井下不容易發(fā)現(xiàn)，處理也十分困難。

經(jīng)過現(xiàn)場勘查，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致該定位銷失效是由于設(shè)計存在缺陷引起。此定位銷設(shè)計初衷是為了在保持定位功能的前提下方便拆卸，所以該銷上部設(shè)計成菱形斷面。

在實際使用過程中，由于定位銷與蓋板接觸的只有上半部兩段小圓弧，

受力部位接觸面積小、壓強大，定位功能容易失效，引起外牽引蓋板徑向竄動，使驅(qū)動輪、惰輪等不能正常嚙合，造成打齒、軸承落架。如不及時更換，導(dǎo)致整個行走箱報廢。

（2）優(yōu)化設(shè)計方案

經(jīng)過研究驗算在征得廠家同意的情況下，在殼體所有定位銷孔位置及尺寸不變情況下，我們對定位銷進(jìn)行改進(jìn)：

將行走輪定位銷（直徑保持不變Φ80mm），總高度80mm（下部40mm圓柱，上部40mm菱形斷面）菱形銷，改為全長80mm圓柱銷；驅(qū)動輪及惰輪定位銷（直徑保持不變Φ40mm）總高度40mm（下部20mm圓柱，上部20mm菱形斷面）菱形銷，改為全長40mm圓柱銷。

此項更改增大了定位銷受力面積，大大提高了定位銷的整體強度，實際使用后也沒有出現(xiàn)拆裝困難情況。

2、行走箱驅(qū)動輪軸承防護(hù)改進(jìn)

（1）存在問題

太重MG750/1715-WD采煤機(jī)外牽引驅(qū)動輪在升井檢修時，其軸承位置進(jìn)入大量煤塵，導(dǎo)致軸承異常磨損，降低其使用壽命。

經(jīng)多次研究及圖紙比對，我們發(fā)現(xiàn)煤塵在此累積的主要原因是由于此部位驅(qū)動輪軸承前端呈開放式，沒有任何防護(hù)措施，致使驅(qū)動輪軸承在行走過程中極易吸附煤塵，如圖2所示。

（2）優(yōu)化設(shè)計方案

為加強驅(qū)動輪軸承防護(hù)，延長其使用壽命，我們在兩個軸承前端空隙位置各增加了一個材質(zhì)為羊毛氈的防塵墊，該墊的主要作用為防止煤塵進(jìn)入軸承。與此同時，當(dāng)對軸承進(jìn)行加油操作時，若加油量過多，多余油脂可以擠壓防塵墊，從而使墊與軸承之間形成的小縫隙流出，停止加油后，由于油脂的吸附作用，防塵墊又緊緊貼住軸承前端，仍然有防止煤塵進(jìn)入的作用。

三、總體使用效果及經(jīng)濟(jì)性分析

（一）使用效果對比分析

1、改進(jìn)前采煤機(jī)使用情況

未做上述改進(jìn)前MG750/1715-WD采煤機(jī)機(jī)身連接和行走箱部位是其最薄弱環(huán)節(jié)，即使每班重點對其進(jìn)行檢修，也難免會出現(xiàn)事故影響工作面正?；夭?。

機(jī)身連接方面：采煤工作面一個原班必須派專人緊固機(jī)身縫合螺栓一次，否則螺栓松動。長時間運行煤機(jī)引起連接螺栓斷裂，造成煤機(jī)事故。若要處理好事故至少需要1-2個原班，耗費大量人力、物力。

行走箱方面：因定位銷變形、失效導(dǎo)致回采一個工作面平均需要更換2-3個行走箱（井下條件限制，必須整體更換，升井維修），每次更換至少需一個檢修班時間。地面必須備用一臺行走箱，保證周轉(zhuǎn)，綜機(jī)工區(qū)在備件齊備情況下，維修損壞行走箱至少一周時間。

2、改進(jìn)后使用效果

實際使用效果才是檢驗改造是否成功的唯一衡量標(biāo)準(zhǔn)，2015年4月改進(jìn)的后MG750/1715-WD采煤機(jī)在張集礦1155（3）使用，2015年10月回采完畢，7個月共回采550米。張集礦綜采二隊反饋情況如下：

回采期間機(jī)身連接強度得到顯著加強，液壓螺母緊固到位后，縫合螺栓由每原班緊固一次，變?yōu)橐恢軝z修一次，期間沒有出現(xiàn)斷螺栓事故。采煤機(jī)整體穩(wěn)定性提升的同時大大減少檢修人員檢修時間和勞動強度。

行走箱整個回采期間運行平穩(wěn)，定位銷牢固、可靠。徹底解決了因定位銷強度不夠而引起的定位失效，造成行走箱內(nèi)部齒輪損壞事故。設(shè)備升井后，檢查驅(qū)動輪軸承沒有出現(xiàn)異常磨損現(xiàn)象，軸承可以再次使用。大大節(jié)約備件成本，提高回采效率、減輕勞動強度，受到采區(qū)一致好評。

（二）優(yōu)化設(shè)計后經(jīng)濟(jì)性分析

本次優(yōu)化設(shè)計最大亮點在于我們利用自身加工能力，利用現(xiàn)有材料、配件，在投入總改造費約為2509元（明細(xì)見表1）情況下，徹底解決生產(chǎn)中的實際問題，不但減輕了生產(chǎn)單位工人勞動強度、減少故障處理時間，而且一個工作面至少節(jié)省材料費20萬元以上，更得到采煤機(jī)廠家的認(rèn)可和借鑒。

具體經(jīng)濟(jì)性分析如下：

機(jī)身連接方面：設(shè)備改造前，MG750/1715-WD機(jī)身連接需每個原班都需緊固，大大增加檢修班檢修強度。如果造成螺栓斷裂、機(jī)身被脫開，雖然螺栓單價不高，直接經(jīng)濟(jì)損失較少，但井下處理十分困難，造成至少一個原班不能生產(chǎn)，間接經(jīng)濟(jì)損失不可估量。

行走箱方面：設(shè)備改造前，MG750/1715-WD采煤機(jī)平均一個面需更換2-3次行走箱，維修一次至少需更換驅(qū)動輪軸承、惰輪組件、中蓋、上蓋等備件各一套，總花費為52395元。如殼體變形則必須更換行走箱外外殼（62179元），則共花費114574元。如按照一個面更換2次計算，僅行走箱維修一項能夠減少經(jīng)濟(jì)損失約20萬元。

因井下條件限制，無法更換配件，損壞行走箱必須整體更換，地面維修。因此礦至少需自購一臺行走箱組件（410659元）生產(chǎn)備用。以上改進(jìn)顯示出十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

四、總結(jié)

通過對MG750/1715-WD采煤機(jī)的機(jī)身連接和行走箱結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，使該煤機(jī)穩(wěn)定性有了很大的提高，故障率明顯降低。并且在張集礦1155（3）工作面得到成功應(yīng)用。得到使用單位的認(rèn)可和主機(jī)廠家設(shè)計部門的高度重視。在目前經(jīng)濟(jì)形式下，僅投入2500元左右的費用，每個面就將減少直接維修費用約20萬元；一臺煤機(jī)至少減少一個備用行走箱（41萬元）費用投入。如考慮煤機(jī)故障影響的產(chǎn)量及處理事故等間接損失，則改進(jìn)后的經(jīng)濟(jì)效果更加突出。