新型大直徑采煤機(jī)螺旋滾筒的設(shè)計(jì)與制造

摘 要：采煤機(jī)作為極為重要的井下開采設(shè)備，也是最為主要的井下開采設(shè)備，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)于采煤機(jī)關(guān)鍵部件——螺旋滾筒的需求逐漸增多。所以如何在保證其螺旋滾筒的工作效率的前提下，滿足其工作質(zhì)量，是當(dāng)前需要研究的重點(diǎn)。對(duì)于采煤機(jī)螺旋滾筒的設(shè)計(jì)，要采用超大直徑、局部減重、重型破巖等方案。對(duì)于采煤機(jī)旋轉(zhuǎn)滾筒的制造，要根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)于易磨損的部位加以針對(duì)性的保護(hù)措施。從而以創(chuàng)新性思維來設(shè)計(jì)與制造新型大直徑采煤機(jī)的旋轉(zhuǎn)滾筒。

關(guān)鍵詞：新型大直徑 采煤機(jī) 螺旋滾筒 設(shè)計(jì) 制造

采煤機(jī)的關(guān)鍵部位——螺旋滾筒是為完成截煤和裝煤的功能需求，通常情況下在采煤機(jī)中螺旋滾筒的功率消耗要占據(jù)其裝機(jī)功率的80%～90%.在對(duì)螺旋滾筒進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要實(shí)現(xiàn)截煤比能耗低、少粉塵、大煤塊的目標(biāo)以及相對(duì)比較好的裝煤效果。要保證其截割的阻力可以均衡的作用于螺旋滾筒上，從而有效的提高采煤機(jī)的工作效率。

在設(shè)計(jì)和制造超大直徑螺旋滾筒時(shí)，要以減輕螺旋滾筒自身重量，降低采煤機(jī)功率損耗為目的，在本文中，主要深入闡述了超大直徑螺旋滾筒設(shè)計(jì)和制造過程的重點(diǎn)。

1.螺旋滾筒的設(shè)計(jì)

對(duì)于螺旋滾筒連接盤的厚度，可以使用比常規(guī)設(shè)計(jì)較薄的板材，使用組合焊接從外緣界面進(jìn)行焊接，加厚齒座焊接處，保證與齒座的焊接強(qiáng)度（如圖1）。

對(duì)于連接盤的寬度，如果端盤以及葉片寬度變窄，筒圈以及連接盤直徑就要增大。同時(shí)，葉片寬度太窄，其裝煤量就會(huì)變小。所以要在其找一個(gè)中間平均值。

整體結(jié)構(gòu)：考慮其減重要求以及受力結(jié)構(gòu)，連接盤輪緣板厚要小于輪轂；通水方式：可以從其內(nèi)側(cè)鉆孔，從盲孔端部下截面方向鉆孔相通，焊接完成后，通過該孔對(duì)端盤通水，保證其葉片水道與端盤的相通；材料：基于對(duì)螺旋滾筒大直徑的要求，對(duì)于其螺栓的規(guī)格以及級(jí)別要求相對(duì)比較高?？梢圆捎肸G35CrMo，且具有較好的焊接性能。

對(duì)于端盤的結(jié)構(gòu)，可以使用組合結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)版內(nèi)側(cè)與端盤形成角焊縫，外側(cè)下沿大焊接坡口，組裝齒座后進(jìn)行焊接。

對(duì)于端盤泄密孔，要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)泄煤孔的數(shù)量樣式進(jìn)行選擇，要避免對(duì)端盤的擠壓，保證截煤效果。

對(duì)于端盤壓制，在對(duì)端盤壓制時(shí)，由于其受力部位靠近外側(cè)，難以控制其壓制角度，所以在壓制外徑時(shí)，壓制一次后，對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，確定合理的壓制時(shí)間。

對(duì)于葉片的設(shè)計(jì)可以使用與端盤一樣的組合結(jié)構(gòu)，對(duì)于葉片的壓制，可以使用分段下料、壓制的方法，將一頭葉片分為4部分，在壓制時(shí)保證其外援升角，壓制后進(jìn)行焊接。

2.螺旋滾筒的制造

2.1注重其螺旋滾筒的焊接質(zhì)量

對(duì)于螺旋滾筒焊接工作，在整個(gè)螺旋滾筒的制造過程中的工時(shí)占據(jù)了40%，同時(shí)，螺旋滾筒內(nèi)的齒座處漏水、齒座脫落以及葉片開裂等情況在一定程度上都是因其焊接質(zhì)量不足而導(dǎo)致的。所以要根據(jù)實(shí)際情況，嚴(yán)格規(guī)范在螺旋滾筒制造過程中的焊接工作，保證其螺旋滾筒的焊接質(zhì)量。

該螺旋滾筒運(yùn)用的是CO2氣體保護(hù)焊，采用?1.2藥芯焊絲，在焊接之前需要對(duì)焊接處的氧化層進(jìn)行打磨，在焊接過程中要注意對(duì)藥皮的清理。通常情況下，是在座式焊接變位機(jī)上對(duì)螺旋滾筒進(jìn)行焊接的，可以保證焊縫處于一個(gè)相對(duì)水平的位置，便于焊接工作人員工作，環(huán)縫焊接要保證其焊接的勻速，焊接完成后要通過振動(dòng)時(shí)效來保證焊接內(nèi)應(yīng)力可以有效的釋放。還要對(duì)螺旋滾筒各個(gè)部位的焊接處進(jìn)行進(jìn)一步檢查，確保螺旋滾筒的焊接質(zhì)量。

2.2注重其螺旋滾筒耐磨度的提高

在螺旋滾筒中，其端盤、葉片尾部以及葉片外緣相對(duì)于整個(gè)螺旋滾筒來說，具有易磨損的特點(diǎn)，注重其螺旋滾筒這種部位耐磨度的提高，可以有效的提高螺旋滾筒的使用壽命，以及采煤機(jī)的工作壽命。

2.2.1注重螺旋滾筒端盤耐磨度的提高。在螺旋滾筒中，最先切入煤壁的部位就是端盤，在此過程中需要很強(qiáng)的截割阻力，所以可以在螺旋滾筒的端盤外側(cè)進(jìn)行一定的防護(hù)措施，以此來提高端盤的耐磨度。如圖1所示，將耐磨板焊接至螺旋滾筒的端盤外側(cè)，將耐磨塊焊接至滾筒中端盤上截深最大的齒上，以此使螺旋滾筒的齒座以及端盤得以更好的保護(hù)。同時(shí)，因其外側(cè)耐磨板處于下面是齒座以及噴嘴座，這種相對(duì)比較特殊的位置的焊接點(diǎn)相對(duì)比較少，所以保證其焊接點(diǎn)的尺寸控制。另外，為加強(qiáng)其焊接質(zhì)量，還可以在耐磨板中間以及兩段加工長孔，通過塞焊的方式增加其焊接面，從而提高焊接質(zhì)量。

在螺旋滾筒中，其工作環(huán)境相對(duì)比較惡劣，截齒受力相對(duì)比較大，在螺旋滾筒筒體側(cè)有著4組破壁齒座，可以提高螺旋滾筒的破巖能力，予以端盤足夠的保護(hù)。

2.2.2注重螺旋滾筒葉片尾部耐磨度的提高。對(duì)于螺旋滾筒葉片尾部輸煤側(cè)的防護(hù)，當(dāng)前多數(shù)廠家通常是將耐磨材料加至其葉片尾部，用耐磨焊條在其外援堆焊網(wǎng)狀層，并使用耐磨板對(duì)齒座進(jìn)行防護(hù)。同時(shí)，為增強(qiáng)其耐磨度，在其外援在此堆焊網(wǎng)狀層，確保在焊接時(shí)與齒座的緊密貼合，避免出現(xiàn)因焊接夾渣、未熔合等情況，從而導(dǎo)致耐磨板脫落的發(fā)生，造成螺旋滾筒無法正常的使用。

結(jié)語：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)于大直徑采煤機(jī)螺旋滾筒的需求會(huì)越來越多，本文從螺旋滾筒連接盤的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，然后提出了注重其螺旋滾筒的焊接質(zhì)量、注重其螺旋滾筒中端盤以及葉片尾部耐磨度的提高等在螺旋滾筒制造中需要注意的事項(xiàng)。

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[2] 黃明.采煤機(jī)制造過程中螺旋滾筒的參數(shù)設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息，2011（31）：51.

作者簡介： 宋子龍，出生年月 1981年7月，性別 男，籍貫 黑龍江省雙鴨山市集賢縣，民族 漢族，最高學(xué)歷 本科，職稱，工程師，研究方向，采煤機(jī)設(shè)計(jì)及采煤機(jī)在生產(chǎn)制造方面的改進(jìn)