卡特彼勒EL3000采煤機(jī)國(guó)產(chǎn)化改造及應(yīng)用

佟光

摘要：針對(duì)卡特彼勒EL3000采煤機(jī)在張集礦使用的中發(fā)現(xiàn)的問題，提出了改造方案，并與廠家經(jīng)過多次交流最后共同確定了煤機(jī)機(jī)械部分、電氣部分的改造方案。經(jīng)改造的電氣部分和機(jī)械部分已經(jīng)在生產(chǎn)中經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，效果良好。

關(guān)鍵詞：采煤機(jī)；國(guó)產(chǎn)化；改造

淮南礦業(yè)集團(tuán)在籍兩臺(tái)卡特彼勒EL3000采煤機(jī)均在張集礦使用。根據(jù)煤機(jī)在使用過程中出現(xiàn)的問題，張集礦與設(shè)備租賃分公司研究后提出將煤機(jī)齒軌輪節(jié)距由126mm改為147mm，配套1.75米中部槽使用。且由于進(jìn)口采煤機(jī)電氣元器件供貨周期長(zhǎng)，生產(chǎn)過程中故障率高，無法滿足生產(chǎn)需要。為保證該煤機(jī)的正常使用，降低生產(chǎn)及大修的費(fèi)用，需要將原廠的電控部分進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化改造。

1 概述

卡特彼勒EL3000采煤機(jī)出廠時(shí)配套的是1.5米中部槽126mm節(jié)距的齒軌輪，在張集礦使用過程中發(fā)現(xiàn)機(jī)身重心偏向煤壁側(cè)，俯采時(shí)齒軌輪與運(yùn)輸機(jī)齒軌嚙合存在問題，造成齒軌輪磨損嚴(yán)重、使用壽命低。根據(jù)煤機(jī)在使用過程中出現(xiàn)的問題，張集礦提出了具體的改造方案。

1.1機(jī)械部分

淮南礦業(yè)集團(tuán)在籍兩臺(tái)卡特彼勒EL3000采煤機(jī)均在張集礦使用，節(jié)距為126mm。由于煤機(jī)機(jī)身重，煤機(jī)重心偏向煤壁側(cè)，造成齒軌輪經(jīng)常損壞，為了改變煤機(jī)存在問題，需將煤機(jī)齒軌輪節(jié)距由126mm改為147mm；使用過程中，多次出現(xiàn)齒軌輪損壞現(xiàn)象，共計(jì)損壞齒軌輪22件，并且搖臂滾筒連接座出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)。

由于比塞洛斯公司被卡特彼勒公司收購后其售后服務(wù)及配件供應(yīng)無法滿足生產(chǎn)需要，加之配件價(jià)格高、供貨周期長(zhǎng)，為了確保2015年11月張集礦14136工作面按期投產(chǎn)，故將第2臺(tái)EL3000采煤機(jī)齒軌輪、搖臂滾筒連接座進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化改造，并配套使用國(guó)產(chǎn)化齒軌輪。

1.2電氣部分

由于進(jìn)口采煤機(jī)電氣元器件供貨周期長(zhǎng)，生產(chǎn)過程中故障率高，無法滿足生產(chǎn)需要。為保證該煤機(jī)的正常使用，降低生產(chǎn)及大修的費(fèi)用，將原廠的電控部分進(jìn)行了國(guó)產(chǎn)化改造。

2 機(jī)械部分改造方案

2.1 改造范圍

EL3000采煤機(jī)搖臂兩件（不包含電機(jī)和搖臂外接水管及電纜）、行走部?jī)杉òX軌輪組件）。

2.2 搖臂改造方案

針對(duì)滾筒座的外花鍵與滾筒連接法蘭連接處撕裂現(xiàn)象，對(duì)滾筒連接座進(jìn)行了研究分析，需要對(duì)薄弱地方進(jìn)行加強(qiáng)。如下圖所示法蘭與外花鍵連接部位明顯強(qiáng)度薄弱，并且在此位子布置螺孔更加降低了連接強(qiáng)度，很容易從螺孔處撕裂。為了提高此部位的連接強(qiáng)度，并保證搖臂其他零件的連接尺寸，改造方案如下：

1）將滾筒連接座和浮動(dòng)密封座制做成一個(gè)整體零件。

2）更換浮動(dòng)密封。

3）滾筒連接座中安裝水分配盤的地方盡可能的加厚以增加強(qiáng)度。

4）搖臂中其余零件不改造。

5）更換搖臂中的所有軸承

6）更換所有標(biāo)準(zhǔn)件和密封件。

2.3行走部改造方案

1）齒軌輪的改造：節(jié)距126mm變?yōu)?47mm，齒軌輪的寬度變化。

2）導(dǎo)向靴的改造：因齒軌寬度由150mm變?yōu)?80mm，齒軌輪寬度變化，所以導(dǎo)向靴尺寸相應(yīng)發(fā)生變動(dòng)。

3）空心軸的改造：因刮板運(yùn)輸機(jī)跨度增加57 mm，連接的空心軸相應(yīng)加長(zhǎng)。

4）行走部連接螺柱的改造：因刮板運(yùn)輸機(jī)跨度變動(dòng)，連接螺柱相應(yīng)加長(zhǎng)。

5）墊板的增加：因刮板運(yùn)輸機(jī)跨度變動(dòng)，在主機(jī)架與行走部之間增加墊板。

6）行走部與主機(jī)架定位襯套：因刮板運(yùn)輸機(jī)跨度變動(dòng)，襯套的尺寸相應(yīng)加長(zhǎng)。

7）行走部殼體改造：因刮板運(yùn)輸機(jī)跨度變動(dòng)，行走部殼體的定位處焊接襯套并加工。

8）標(biāo)準(zhǔn)件和密封件全部更換。

9）更換行走部的全部軸承。

2.4 齒軌輪的改造

太重煤機(jī)有限公司于2014年2月份對(duì)EL3000采煤機(jī)的齒軌輪進(jìn)行過國(guó)產(chǎn)化改造，共為張集礦提供4個(gè)齒軌輪。這4個(gè)齒軌輪一直使用到2015年5月份，期間未發(fā)生斷齒、裂變等質(zhì)量問題，大大降低了該采煤機(jī)的使用成本。

2.4.1齒軌輪設(shè)計(jì)

通過精確的測(cè)繪和分析EL3000采煤機(jī)齒軌輪組件的結(jié)構(gòu)和齒形特征，與太重煤機(jī)有限公司齒軌輪和艾柯夫齒軌輪進(jìn)行齒形比對(duì)，并做各自齒形與齒軌的干涉分析。改進(jìn)和優(yōu)化了該齒軌輪的齒形和材料，提高了其齒根部強(qiáng)度和使用壽命。

2.4.2 材料的選取

太重煤機(jī)有限公司對(duì)EL3000采煤機(jī)在用的齒軌輪進(jìn)行光譜定量分析，得出其材料的化學(xué)成分及其含量。通過比對(duì)最終精確整合了替代原齒軌輪的材料化學(xué)成分及其含量，再與鍛造廠家定制相應(yīng)材料進(jìn)行鍛造。

2.4.3齒軌輪的加工制造要求

齒軌輪的毛坯采用鍛件；鍛壓使用電渣重熔鋼錠，鍛造比不小于3；鍛件表面不允許存在白點(diǎn)、裂紋、夾層、折疊、夾渣等有害缺陷，不允許出現(xiàn)必須焊補(bǔ)的缺陷；鍛件內(nèi)在質(zhì)量的超聲波探傷應(yīng)符合JB/T5000.15—2007《重型機(jī)械通用技術(shù)條件 鍛鋼件無損探傷》的規(guī)定，齒部達(dá)到I級(jí)，芯部達(dá)到II級(jí)；

在毛坯回廠粗加工后進(jìn)行缺陷探傷，有任何缺陷出現(xiàn)即判定為廢品，不允許降級(jí)使用；熱處理按照?qǐng)D紙技術(shù)要求的上限值進(jìn)行處理，熱處理工藝結(jié)束后立即進(jìn)行缺陷探傷，如出現(xiàn)裂紋即報(bào)廢處理；齒軌輪的齒形檢驗(yàn)必須使用相對(duì)應(yīng)的檢驗(yàn)卡具，如卡具出現(xiàn)卡阻時(shí)必須重新加工修正；如卡具與齒形的間隙量超過規(guī)定值時(shí)該零件報(bào)廢；該產(chǎn)品的所有加工余量、公差按照Q/TZMJ79-2012《工藝余量標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行；該產(chǎn)品嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求的表面粗糙度進(jìn)行檢驗(yàn)。

2.4.4齒軌輪的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

嚴(yán)格按照J(rèn)B/T5000.8—2007《重型機(jī)械通用技術(shù)條件 鍛件》的要求進(jìn)行檢驗(yàn)。嚴(yán)格按照J(rèn)B/T5000.15—2007《重型機(jī)械通用技術(shù)條件 鍛鋼件無損探傷》的要求進(jìn)行探傷檢驗(yàn)。回廠后，對(duì)毛坯全部取樣分析鋼的化學(xué)成分，不合格立即報(bào)廢。抽樣檢測(cè)力學(xué)性能，出現(xiàn)不合格現(xiàn)象后，毛坯應(yīng)全部檢驗(yàn)，不合格的毛坯報(bào)廢處理。對(duì)零件在制造過程中嚴(yán)格按照《過程控制》要求執(zhí)行。

2.4.5齒軌輪的使用效果

太重煤機(jī)有限公司經(jīng)過精確地設(shè)計(jì)、嚴(yán)格的質(zhì)量控制，最終于2014年4月份為張集礦生產(chǎn)出齒軌輪4件。張集礦在使用了8個(gè)月左右更換下了2件齒軌輪，更換下的齒軌輪未發(fā)生任何質(zhì)量問題。與原廠的齒軌輪進(jìn)行對(duì)比后，太重煤機(jī)有限公司生產(chǎn)的齒軌輪大大提高了使用壽命，降低了使用成本。

3 電氣部分改造

3.1 主要更換件

真空接觸器2個(gè)，漏電檢測(cè)裝置3個(gè)，電流互感器5個(gè)，控制變壓器l個(gè)；主監(jiān)控器l套，工控顯示器1個(gè)；變頻器1套，輔助檢測(cè)控制器1套；遙控接收機(jī)2個(gè)，遙控發(fā)射機(jī)6個(gè)，瓦斯檢測(cè)裝置l套，主停按鈕組件l套，防爆分線盒l(wèi)個(gè)，空氣斷路器1個(gè)，大喇叭口組件1套，小喇叭口組件4套及其它輔助電氣元件和電纜。

3.2 性能部分

改造后可以實(shí)現(xiàn)EL30O采煤機(jī)主監(jiān)控器、接觸器等與MG75O/18O0WD電控系統(tǒng)通用互換；改造后使用的變頻器功率為315KW，容量為420KVA，兩象限“一拖二”運(yùn)行。

4 結(jié)束語

搖臂改造后，對(duì)EL3000采煤機(jī)搖臂的滾筒連接座的強(qiáng)度大大加強(qiáng)，解決了該搖臂滾筒座撕裂掉落問題。行走部的改造后，EL3000采煤機(jī)的牽引部齒軌輪節(jié)距變成了147mm，配套1.75米中部槽運(yùn)輸機(jī)使用，解決因原煤機(jī)機(jī)身重心偏向煤壁側(cè)而使齒軌輪磨損速度快、使用壽命低等問題。電氣部分改造后解決進(jìn)口采煤機(jī)電氣元器件供貨周期長(zhǎng)，生產(chǎn)過程中故障率高，無法滿足生產(chǎn)需要等問題。煤機(jī)電氣、機(jī)械部分改造完成后，太重煤機(jī)有限公司將長(zhǎng)期提供技術(shù)服務(wù)，配件的供應(yīng)會(huì)及時(shí)可靠，極大的降低了配件成本和維修成本。

（作者單位：淮南礦業(yè)集團(tuán)設(shè)備租賃有限責(zé)任公司）