對連采機(jī)收集部滑靴的分析與制造

高冬霞

（國家能源集團(tuán) 神東設(shè)備維修中心，陜西 神木 719300）

一、引言

收集部滑靴作為連采機(jī)收集煤炭的主要耐磨部件，處于工作狀態(tài)時一直受到磨損，在磨損失效后就需要報廢更換。煤炭企業(yè)以前一直是采購進(jìn)口滑靴進(jìn)行更換，由于進(jìn)口配件采購周期長，供貨商常常拖延不能及時供應(yīng)，從而影響到設(shè)備的正常檢修。與此同時，礦井生產(chǎn)中因更換不及時也會影響到礦井的正常生產(chǎn)。

基于這一情況下，就有必要去制造一種可以代替進(jìn)口滑靴的配件，在可替換原有配件的基礎(chǔ)上加強(qiáng)其結(jié)構(gòu)、改良其耐磨性和抗腐蝕性，提高使用性能，增加使用壽命。目前，已成功試制造連采機(jī)收集部滑靴10件，已經(jīng)安裝到在修設(shè)備連采機(jī)JM5937上，1件可節(jié)約資金約0.26萬元。

二、連采機(jī)收集部滑靴作用

對于連采機(jī)來說，收集部是它的一個重要部位，主要的作用就是利用耙爪的旋轉(zhuǎn)，將煤炭順利的輸送到運(yùn)輸槽上，是收集部收煤的主要磨損件。隨著過煤量的增加，耙爪會長期受到不同程度的磨損，這就需要安裝滑靴來避免嚴(yán)重磨損而更換耙爪臂，所以在各個耙爪頭上安裝滑靴，以此降低耙爪頭的磨損量，使耙爪臂能保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。通過技術(shù)人員的大量研究分析，根據(jù)收集部耙爪臂的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)制造出了一種可以替代原進(jìn)口滑靴，且使用性能更好的滑靴部件。安裝方式與原滑靴部件保持一致，一體化成形加強(qiáng)了其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在主要磨損部位加強(qiáng)了耐磨性，提高了滑靴的使用性能，增加其使用壽命。

三、連采機(jī)收集部滑靴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及部件特點(diǎn)

（一）連采機(jī)收集部滑靴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

以前的進(jìn)口滑靴主要方式是利用分體焊接成形，而進(jìn)口件則采用的是對板料零部件進(jìn)行組焊，由此完成滑靴的結(jié)構(gòu)和造型，極易產(chǎn)生部件斷裂、焊縫開裂等一系列問題。經(jīng)過現(xiàn)場對連采機(jī)的觀察，一直到車間修復(fù)的耙爪及嚴(yán)重磨損需要更換的滑靴，發(fā)現(xiàn)多數(shù)是邊角焊縫被嚴(yán)重磨損而脫落滑靴頂蓋和頂端。為此，要避免該問題的發(fā)生，現(xiàn)在已改為用材料一體成形，零部件組焊形式已被結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)徹底放棄。利用一體式的結(jié)構(gòu)，在滑靴的上方焊接三角區(qū)域來固定耙爪頭，使部件結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性增加，確保部件完整、不變形，也能避免焊縫開裂等弊端；為了增強(qiáng)滑靴的耐磨性，尤其要注意受磨損嚴(yán)重的部位，在該位置可以增設(shè)耐磨層。采用不銹鋼耐磨焊絲在滑靴的頭部和頂部焊接一層耐摩擦的保護(hù)層，全面提高滑靴的耐磨性，延長其使用壽命。概括來說，連采機(jī)收集部滑靴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝步驟主要為：第一，火焰切割滑靴外形；第二，按照圖紙尺寸劃線、定位螺紋孔和開槽位置；第三，鉆床打孔；第四，按圖紙尺寸銑槽、臺階和外形；第五，焊接滑靴三角區(qū)蓋；第六，焊接耐磨層。

（二）連采機(jī)收集部滑靴的部件特點(diǎn)

第一，加工過程中采用的原材料要具有更好的耐磨性，使整體耐磨性和抗腐蝕性能得到全面的提高，使用性能更強(qiáng)；第二，將耐磨板安裝到易磨損部位上，并且在其表面焊接耐磨材料，目的是促使其耐磨性得到進(jìn)一步提升，使用壽命能得以延長；第三，與進(jìn)口滑靴可以直接進(jìn)行替換使用，保持與進(jìn)口滑靴一致的安裝方式，這樣就不會使其它部位被改造；第四，由于進(jìn)口配件有著昂貴的價格，配件的到貨周期又比較慢，這就給生產(chǎn)帶來不利影響。所以，通過制造連采機(jī)收集部滑靴這一配件，既節(jié)約了大量資金，還使得關(guān)鍵進(jìn)口部件制約設(shè)備正常組裝的問題得到有效解決。

四、連采機(jī)收集部滑靴制造的具體實(shí)行方案

將連采機(jī)滑靴的失效數(shù)據(jù)收集起來，并結(jié)合現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，對產(chǎn)生失效的原因進(jìn)行詳細(xì)分析，從而制定出科學(xué)的制造方案：

（一）資料收集，分析失效原因。對滑靴的各種失效情況進(jìn)行收集，并且對失效原因做細(xì)致分析，經(jīng)過分析得出結(jié)果，失效形式主要有磨損失效、整體變形失效、嚴(yán)重銹蝕等，根據(jù)失效形式和工作原理，改進(jìn)進(jìn)口滑靴的缺點(diǎn)。先要使滑靴的耐磨性和抗腐蝕性得到提高，再去改善進(jìn)口滑靴的薄弱環(huán)節(jié)，由此便可以制造出一種耐磨抗腐蝕的收集部滑靴。

（二）材料分析，選取最佳原材料。在分析進(jìn)口滑靴的硬度、耐磨性等參數(shù)的基礎(chǔ)上，再去結(jié)合國內(nèi)材料的相關(guān)參數(shù)，通過對比分析，選出最佳原材料應(yīng)有其中，進(jìn)行加工制造。

（三）分析結(jié)構(gòu)，進(jìn)行零件結(jié)構(gòu)優(yōu)化。仔細(xì)分析進(jìn)口滑靴的工作原理、機(jī)械性能、力學(xué)性能等，使用三維模型圖進(jìn)行多次模擬，進(jìn)行模擬測試受力分布，對參數(shù)進(jìn)行多次調(diào)整后，最終選擇合適的立體模型，進(jìn)行繪制圖紙。

（四）確定工藝，選擇最佳熱處理工藝。根據(jù)相關(guān)機(jī)械加工工藝，制定出最終的加工方案，先是毛坯件加工，之后是粗加工，再通過調(diào)質(zhì)處理+高溫回火，最后一步是精加工，那么合格零件最終就形成了。

總結(jié)

綜上所述，通過對進(jìn)口滑靴材料性能的分析，我們可以選擇國內(nèi)與之相近的原材料進(jìn)行加工；分析力學(xué)性能后，加強(qiáng)了部件薄弱環(huán)節(jié)的改進(jìn)，材料的機(jī)械性能得到提高。通過測繪進(jìn)口零部件尺寸，繪制圖紙和三維模型圖，在經(jīng)過三維模型分析后，繪制最終圖紙時也選擇出最佳的參數(shù)進(jìn)行。根據(jù)圖紙來加工該部件的零部件，再進(jìn)行加裝耐磨層、噴漆等工藝最終制造該部件。連采機(jī)收集部滑靴制造項(xiàng)目的最大優(yōu)勢就是節(jié)約大量生產(chǎn)成本，1件收集部滑靴進(jìn)口件價格約為0.3萬元，而我們單件制造成本僅需要資金0.1萬左右，每件滑靴可節(jié)約資金約0.2萬余元，年消耗量120件左右，年節(jié)約資金24萬元左右，可以極大的為集團(tuán)節(jié)約資金、控制成本、創(chuàng)造價值。此外，收集部滑靴制造還在一定程度上解決了因進(jìn)口配件采購難而使設(shè)備檢修受到制約的難題，也為礦井生產(chǎn)提供了安全保障。