刮板機的改造技術(shù)研究

呂 城

（汾西礦業(yè)集團設(shè)備修造廠， 山西 介休 032000）

引言

本次研究過程中的某煤礦洗煤廠設(shè)計處理能力為500萬t/年，改造投入生產(chǎn)后，礦井的生產(chǎn)能力得到大幅度提升，生產(chǎn)能力提升至780萬t/年。但隨著煤礦生產(chǎn)能力的提高，煤泥系統(tǒng)也面臨著巨大壓力，加之處理能力較差，以致煤泥水分含量較高，嚴重拉低了煤炭的生產(chǎn)質(zhì)量水平。由此，該煤礦洗煤廠引進了兩臺GPJ120型加壓過濾器，全面改造了煤泥系統(tǒng)，且改造實施后，系統(tǒng)的處理能力得到了大幅度提升，水分含量下降。

1 刮板機組成

刮板運輸機具備多種類型，雖然零部件的形式各不相同，但其基本組成結(jié)構(gòu)相似，由機身中部、機尾以及機頭部組成。其中傳動裝置為機頭部，主要由電動機、機頭架、減速器以及機頭上軸組成，其通過減速器、聯(lián)軸器以及機頭上軸帶動刮板運行，將煤輸送出來。機身中間部屬于主要的運煤部分，由刮板鏈及溜槽組成，其中溜槽屬于荷載與刮板鏈的支承部分，且分為調(diào)節(jié)溜槽、中部標準溜槽以及連接溜槽等部分，而刮板鏈主要由刮板與鏈環(huán)組成。除此之外，機尾架、緊鏈裝置、機尾軸以及導(dǎo)鏈輪屬于機尾的組成部分，其中導(dǎo)鏈可以改變刮板鏈方向，而緊鏈裝置可以調(diào)節(jié)板鏈的松緊性。

2 刮板機運行原理

刮板機可以連續(xù)運輸煤礦，具備撓性牽引結(jié)構(gòu)。運行期間承受件為溜槽，牽引推動機頭、機尾進行循環(huán)運行。啟動電動機后，機頭軸帶動傳動部件旋轉(zhuǎn)，拉動牽引刮板鏈進行連續(xù)運轉(zhuǎn)，確保刮板鏈向溜槽方向移動，直至機頭部位。總體而言，刮板鏈通過鏈輪后，刮板機主要采用無級閉合循環(huán)方式帶動煤炭物料進行連續(xù)循環(huán)運輸[1]。

3 刮板機故障

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，國際上出現(xiàn)了新型的脫水設(shè)備，即加壓過濾機，且其在礦山及冶金行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，其煤礦的運輸能力及效果也得到了良好驗證。但在企業(yè)實際洗煤過程中，刮板機的機頭輪、減速機以及尾輪極易出現(xiàn)故障，且倉內(nèi)空間較窄，增大了故障處理難度，延長了故障維修時間，嚴重拉低了煤礦企業(yè)的經(jīng)濟及社會效益水平。由此，該煤礦洗煤廠目前迫切需要解決的問題便是縮短倉內(nèi)刮板機事故時間，降低事故問題的發(fā)生幾率。

運行期間，刮板機經(jīng)常出現(xiàn)減速機齒輪、軸承損壞或者尾輪、頭輪磨損等問題，且發(fā)生故障問題后，由于倉內(nèi)空間較窄，無法有效使用大型的檢修設(shè)備，延長了維修時間。針對上述問題，在改造前分析刮板機的傳動系統(tǒng)，減速機齒輪有效連接了電機輸出軸與普通平鍵，且普通平鍵連接了減速機輸出空心軸與頭輪，而兩個頭輪利用抱殼用平鍵進行連接，如圖1所示為改造前的傳動系統(tǒng)[2]。

圖1 刮板機改造前傳動系統(tǒng)

減速機利用普通平鍵連接輸出空心軸與頭輪，而這也增大了拆卸與裝配難度，且耗時較長。同時，加壓過濾機艙內(nèi)部空間十分有限，增大了維護與維修難度。雖然刮板機頭輪、尾輪與箱體的連接采用的是螺栓，但安裝前必須先拆卸掉軸承座，而受倉內(nèi)空間的限制，安裝軸承座耗時較長，且延誤裝配時間。

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，頭輪、減速機連接與箱體、頭尾論連接設(shè)計方面存在較大缺陷，增大了減速機與頭尾輪故障的發(fā)生幾率，也加大了檢修難度。

4 刮板機改進措施

4.1 頭輪與減速機方面

將減速機空心軸與頭輪輸入軸加工為帶錐度的軸孔，并利用普通平鍵連接。之后在將軸端加工為螺紋孔洞，有效固定減速機與刮板機的頭輪軸，改造后的傳動系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 改造后的傳動系統(tǒng)

4.2 刮板機尾輪與頭輪方面

為了降低刮板機頭輪與尾輪的拆卸難度，應(yīng)改造尾輪、頭輪與箱體的連接方式，在尾輪及頭輪的正上方箱體處加工U型槽。在安裝頭輪與尾輪時，在U型槽處直接與箱體連接在一起，并利用擋板卡住尾輪與頭輪軸，利用螺栓連接頭尾輪端蓋，如圖3所示便是箱體與頭輪連接的改造系統(tǒng)[3]。

圖3 改造后頭輪與箱體的連接

4.3 增加斷鏈自動停車防護裝置

為了避免刮板機纏頭輪問題，應(yīng)在頭部箱體部位焊接槽鋼，在其上面固定拉線開關(guān)，并利用Φ25鋼筋連接開關(guān)。同時利用鉸鏈在頭部殼體上固定另一端，為了不影響開關(guān)，應(yīng)確保刮板與鋼筋保持10 mm間隙。若頭輪上纏連了斷鏈，刮板與鏈條會抬起鋼筋，啟動開關(guān)，刮板機會立即跳閘，從而縮短檢修時間。

4.4 增加防錯牙保護裝置

改造期間，應(yīng)在刮板機頭部安裝皮帶與活動清掃器，一是皮帶清掃器，在頭輪護板下方放置兩層舊皮帶，并利用螺栓將其固定至護板上。且鏈條連接皮帶的另一端，從而有效刮下落在鏈條上的灰塊，避免灰塊掉入頭部齒牙中而發(fā)生錯牙問題。二是活動清掃器，在倉口上方安裝，并在箱體頂部設(shè)置通軸，將兩塊活動式刮板放置在鏈條上方，并在箱體外側(cè)的通軸上進行配重，以有效清理鏈條運行期間落入鏈條與連接環(huán)上的灰塊。

5 改造注意事項

5.1 嚴格參照技術(shù)章程進行安裝

在刮板機安裝過程中，應(yīng)檢查并調(diào)整中間殼體的拉線，底襯板滿焊V型焊縫，為了確保側(cè)襯板不變形，應(yīng)利用劃點焊方式，焊接長度保持為100 mm。而在焊接軌道時應(yīng)采用單邊V型焊縫，確保刮板運行方向與焊縫方向相同，防止刮板運行時刮起軌道。除此之外，安裝頭尾輪時應(yīng)利用細鋼絲進行找平，確保頭尾輪保持同一平面，且互相平行。

5.2 改造后做好完善工作

在完成改造工作后還應(yīng)進行試車檢查，運行發(fā)現(xiàn)刮板頭尾輪齒牙吐出不暢，存在卡鏈問題。據(jù)此，工作人員根據(jù)刮板機現(xiàn)場情況將齒牙與刮板接觸面四個角各割去12 mm斜角，確保齒牙吐出的流暢性。

6 改造后效果分析

改造從2016年10月開始至2017年10月結(jié)束。改造后，刮板機沒有出現(xiàn)斷鏈損壞以及機尾積煤等問題，有效解決了刮板機存在的刮板易損、更換頻繁以及滑道磨損較快等問題，降低了人工勞動強度[4]。同時，改造后，企業(yè)生產(chǎn)成本也大大降低。改造前（2016年1月至9月份），具體成本計算如表1所示。

改造前9個月總費用為51 710元，平均每月費用為5 745元，而在改造后的12月中，刮板機并未出現(xiàn)故障問題，共節(jié)約費用68 940元。

表1 刮板機改造前耗費費用明細表

7 結(jié)語

在本次改造過程中，主要改造了其倉內(nèi)刮板更換滑道窄以及滑道間隙大等問題。改造后，刮板機運行良好，沒有出現(xiàn)損壞以及機尾積煤等問題，滿足了設(shè)備的使用性能，充分利用了廢棄件。

[1] 馬斌，李高佳，朱正貴.防爆高壓變頻器在煤礦刮板運輸機改造中的應(yīng)用[J].電氣防爆，2014（9）：77-78.

[2] 牛秀清，劉前進，曹曉軍.大采高加長工作面刮板輸送機能力校核及技術(shù)改造研究[J].能源技術(shù)與管理，2017（4）：114-115.

[3] 袁坤，呂占軍，李陽，等.選煤廠中刮板機故障及故障處理措施分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（5）：177-178.

[4] 封安波，李俊強，靳寧寧.大功率刮板機防爆變頻器設(shè)計及應(yīng)用研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（5）：225-226.