煤礦用SGB620/40T刮板機(jī)伸縮機(jī)頭的改造

武昆昆

(山西晉煤集團(tuán) 金鼎煤機(jī)礦業(yè)有限責(zé)任公司,山西 晉城 048006)

1 技術(shù)背景及現(xiàn)狀

目前，SGB620/40T刮板機(jī)(通常也叫40T刮板機(jī))在煤礦中使用極其普遍，大型煤礦多用于機(jī)械化開(kāi)拓和掘進(jìn)，小型煤礦主要用于掘進(jìn)和采煤。刮板機(jī)在使用過(guò)程中需要不斷地延伸、縮短，因此就需要不斷地拆鏈、接鏈。而傳統(tǒng)的接鏈方式特別危險(xiǎn)，存在安全隱患。傳統(tǒng)的接鏈方式是：當(dāng)溜槽對(duì)接好后，將刮板鏈從后往前連接，將最后一個(gè)接頭傳遞到刮板機(jī)機(jī)頭用卡鏈器夾緊上鏈；然后給輸送機(jī)送電，通過(guò)電機(jī)反轉(zhuǎn)的方式將底鏈帶到鏈輪上面，電機(jī)點(diǎn)動(dòng)與減速器制動(dòng)輪配合使用，把多余的鏈傳遞到機(jī)頭，去除多余的鏈后用接鏈環(huán)把鏈接起來(lái)。接鏈環(huán)接鏈時(shí)必須是點(diǎn)動(dòng)電機(jī)的司機(jī)和減速器制動(dòng)輪的操作人員與負(fù)責(zé)接鏈的工作人員相互密切配合，負(fù)責(zé)接鏈的工作人員兩手各抓鏈的一頭，即一手抓接鏈環(huán)，另一手抓另一頭鏈環(huán)，鏈環(huán)必須立起來(lái)，當(dāng)制動(dòng)輪松開(kāi)時(shí)必須是正好點(diǎn)動(dòng)電機(jī)，接鏈環(huán)正好此時(shí)插入立環(huán)，負(fù)責(zé)接鏈的工作人員的手必須在電機(jī)斷電前松開(kāi)。由于電機(jī)不能點(diǎn)動(dòng)時(shí)間太長(zhǎng)，否則容易拉壞卡鏈器，造成鏈環(huán)射起來(lái)傷人，如果電機(jī)點(diǎn)動(dòng)時(shí)間短，負(fù)責(zé)接鏈的工作人員還沒(méi)有松開(kāi)手，常常會(huì)將手的大拇指夾在立環(huán)和接鏈環(huán)之間切斷大拇指，造成終身遺憾。因此，對(duì)SGB620/40T刮板機(jī)機(jī)頭進(jìn)行改造勢(shì)在必行。

2 具體的改造內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)

2.1 改造前、后的SGB620/40T刮板機(jī)機(jī)頭

圖1為改造前的標(biāo)準(zhǔn)SGB620/40T刮板機(jī)機(jī)頭。

對(duì)標(biāo)準(zhǔn)SGB620/40T刮板機(jī)的機(jī)頭架、過(guò)渡槽進(jìn)行改造，重新設(shè)計(jì)機(jī)頭底座、滑動(dòng)槽、固定槽，機(jī)頭部中的鏈輪、舌板、撥鏈器及驅(qū)動(dòng)裝置連接尺寸不變。改造后的機(jī)頭架下方設(shè)有機(jī)頭底座，且機(jī)頭架滑動(dòng)于機(jī)頭底座上，機(jī)頭架與滑動(dòng)槽固定，固定槽與機(jī)頭底座固定，滑動(dòng)槽和固定槽插接且相對(duì)滑動(dòng)，機(jī)頭架與其后側(cè)的機(jī)頭底座之間設(shè)有與兩者固定且前后放置的油缸。工作時(shí)，根據(jù)煤礦井下生產(chǎn)的需求，通過(guò)控制油缸的伸縮，進(jìn)而控制機(jī)頭架的伸縮，解決了因拆鏈、接鏈造成的安全隱患問(wèn)題。改造后的SGB620/40T刮板機(jī)機(jī)頭如圖2所示。

圖1 改造前的標(biāo)準(zhǔn)SGB620/40T刮板機(jī)機(jī)頭

圖2 改造后的SGB620/40T刮板機(jī)機(jī)頭

2.2 技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

(1) 由油缸推拉實(shí)現(xiàn)機(jī)頭伸縮，需要計(jì)算選擇合適的油缸。

(2) 在機(jī)頭架下方設(shè)有機(jī)頭底座，機(jī)頭架與底座要相對(duì)滑動(dòng)，相對(duì)滑動(dòng)的接觸面必須保證加工精度。另外，將機(jī)頭架抬高才能使得機(jī)頭架在機(jī)頭底座上滑動(dòng)，以便于更好地與另外一部SGB620/40T刮板機(jī)進(jìn)行搭接卸料，機(jī)頭架抬高的角度由機(jī)頭底座決定，設(shè)計(jì)時(shí)機(jī)頭底座抬高角度α=6°。

(3) 機(jī)頭架下方由于設(shè)有機(jī)頭底座，就需要設(shè)計(jì)過(guò)渡槽與之相適應(yīng)，并與中部槽連接，保證刮板鏈在連接處順利通過(guò)。

3 具體的改造設(shè)計(jì)

3.1 推移油缸計(jì)算選型

SGB620/40T刮板機(jī)的電機(jī)功率為40 kW，電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1 470 r/min，減速器速比i=24.564，刮板機(jī)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度L=100 m，刮板機(jī)運(yùn)量Q=150 t/h，刮板鏈條鏈速v=0.86 m/s，刮板鏈規(guī)格(邊雙鏈)為Φ18×64 mm，刮板鏈條每米重量q0=18.4 kg/m，刮板機(jī)傾角β=0°。

3.1.1 刮板機(jī)運(yùn)行阻力的計(jì)算

刮板機(jī)單位長(zhǎng)度上貨載質(zhì)量q為：

q=Q/(3.6v).

(1)

將數(shù)值代入式(1)計(jì)算得：q=48.45 kg/m。

刮板機(jī)有載分支的基本運(yùn)行阻力WZh(kN)為：

WZh=(q×ω+q0×ω′)L×g×cosβ+(q+q0)L×g×sinβ.

(2)

其中：g為重力加速度，g=9.8 m/s2；ω為物料在溜槽中移動(dòng)的阻力系數(shù)，物料為煤時(shí)ω=0.6；ω′為刮板鏈條在有載分支溜槽中移動(dòng)時(shí)的阻力系數(shù)，ω′=0.4；q0為刮板鏈條每米重量，q0=18.4 kg/m。

將數(shù)值代入式(2)計(jì)算得：WZh=35.7 kN。

刮板機(jī)無(wú)載分支的基本運(yùn)行阻力WK(kN)為：

WK=q0×ω″×L×g×cosβ.

(3)

其中：ω″為刮板鏈條在無(wú)載分支溜槽中移動(dòng)時(shí)的阻力系數(shù)，當(dāng)?shù)撞鄯獾讜r(shí)ω″=0.3～0.4，當(dāng)?shù)撞鄢ǖ讜r(shí)ω″=0.5～0.95，本設(shè)計(jì)取ω″=0.95。

將數(shù)值代入式(3)計(jì)算得：WK=17.13 kN。

刮板機(jī)彎曲時(shí)有載分支運(yùn)行阻力WZh′和無(wú)載分支運(yùn)行阻力WK′分別為：

WZh′=K1×WZh.

(4)

WK′=K1×WK.

(5)

其中：K1為刮板機(jī)彎曲運(yùn)行時(shí)附加阻力系數(shù)，K1=1.1。

將數(shù)值代入式(4)、式(5)計(jì)算得：WZh′=39.27 kN，WK′=18.84 kN。

刮板機(jī)運(yùn)行總阻力W為：

W=K2×(WZh′+WK′).

(6)

其中：K2為刮板鏈條繞上頭部、尾部鏈輪回轉(zhuǎn)時(shí)的附加阻力系數(shù)，K2=1.08～1.1，本設(shè)計(jì)取K2=1.09。

將數(shù)值代入式(6)計(jì)算得：W=63.34 kN。

3.1.2 刮板機(jī)鏈條張力的計(jì)算

圖3為機(jī)頭部單驅(qū)動(dòng)時(shí)鏈條張力示意圖。刮板鏈條主動(dòng)鏈輪繞出點(diǎn)1的張力S1為最小張力點(diǎn)，用來(lái)保證機(jī)頭鏈輪下的鏈條下垂不大于2個(gè)環(huán)節(jié)距，刮板鏈為單鏈時(shí)S1=2 kN～3 kN，雙鏈或重型時(shí)S1=4 kN～6 kN，本設(shè)計(jì)S1=Smin=5 kN。則刮板鏈條由從動(dòng)鏈輪繞入點(diǎn)2的張力S2=S1+WK′=5+18.84=23.84 kN，刮板鏈條由從動(dòng)鏈輪繞出點(diǎn)3的張力S3=1.06×S2=1.06×23.84=25.27 kN，刮板鏈條由從動(dòng)鏈輪繞入點(diǎn)4的張力S4=S3+WZh′=25.27+39.27=65.54 kN=Smax。

3.1.3 機(jī)頭部重力的分力

機(jī)頭的重力在推移油缸方向上的分力F分為：

F分=G×9.8×sinα.

(7)

其中：G為機(jī)頭部的重量,G=4 581.33 kg。將數(shù)值代入式(7)計(jì)算得：F分=4.69 kN。

圖3 機(jī)頭部單驅(qū)動(dòng)時(shí)鏈條張力示意圖

3.1.4 推移機(jī)頭所需要克服的力

推移油缸所需的最小推力F為：

F=S1+S4+F分=5+65.54+4.69=75.23 kN.

(8)

根據(jù)式(8)，機(jī)頭選擇兩個(gè)推力為40 kN的油缸作為推移動(dòng)力，油缸型號(hào)為DG-J80C-E1E。

3.2 過(guò)渡槽的改造

過(guò)渡槽是聯(lián)接機(jī)頭架和中部槽的重要部件，在機(jī)頭架下方設(shè)有機(jī)頭底座，使機(jī)頭架在機(jī)頭底座上滑動(dòng)，另外還要保證機(jī)頭卸料處還能搭接另外一部SGB620/40T刮板機(jī)，所以機(jī)頭底座的滑動(dòng)面與水平面呈一定角度。過(guò)渡槽如果按照機(jī)頭改造后的抬高角度顯然無(wú)法與中部槽聯(lián)接，在原先過(guò)渡槽(如圖4所示)上增加滑靴(如圖5所示)，滑靴與地面接觸為線接觸，適應(yīng)井下底板的各種情況，增大過(guò)渡槽的適應(yīng)能力。

圖4 改造前的過(guò)渡槽(標(biāo)準(zhǔn))

圖5 改造后的過(guò)渡槽

3.3 機(jī)頭部

如圖2所示，機(jī)頭部由驅(qū)動(dòng)、機(jī)頭架、滑動(dòng)槽、固定槽、機(jī)頭底座、伸縮油缸、鏈輪等組成。改造后機(jī)頭的固定槽與機(jī)頭底座通過(guò)螺栓固定，機(jī)頭架與滑動(dòng)槽焊接在一起，將滑動(dòng)槽與固定槽插接。伸縮油缸的一端固定在機(jī)頭底座，一端固定在滑動(dòng)槽上，當(dāng)伸縮油缸作用時(shí)，就會(huì)使插接在一起的滑動(dòng)槽與固定槽產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)頭的伸縮。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本次改造，使SGB620/40T刮板機(jī)實(shí)現(xiàn)了機(jī)頭伸縮，解決了現(xiàn)有刮板機(jī)拆鏈、接鏈時(shí)存在安全隱患的問(wèn)題，同時(shí)降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了煤礦井下煤炭、矸石的運(yùn)輸技術(shù)水平。