淺析礦用刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)部件存在問題及改進(jìn)方法

郝躍峰

（霍州煤電集團(tuán)晉北煤業(yè)有限公司 ，山西 靜樂 035100）

0 引 言

礦用刮板輸送機(jī)在工作過程中，由于井下環(huán)境比較惡劣，常常是煤塵嚴(yán)重，灰塵大，通風(fēng)不良等情況，從而導(dǎo)致刮板輸送機(jī)的關(guān)鍵部件受損。而刮板輸送機(jī)關(guān)鍵部件的狀態(tài)直接影響整個(gè)礦井生產(chǎn)。尤其是工作面采煤過程中，刮板輸送機(jī)在煤炭、矸石和采煤機(jī)復(fù)雜的環(huán)境中長時(shí)間運(yùn)行，并且受到他們的沖擊。這就使得中部槽磨損、鏈輪組件失效，影響到其他部件的正常使用[1]。其中，為了延長刮板輸送機(jī)的使用壽命，將改進(jìn)輸送機(jī)部件的結(jié)構(gòu)。針對輸送機(jī)中部槽、鏈輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、機(jī)架進(jìn)行改進(jìn)，采用具有性能優(yōu)良的中部槽、故障率低的鏈輪傳動(dòng)部以及密閉型的機(jī)架，通過這些方式可以顯著改變輸送能力，從而提高礦井生產(chǎn)的安全性和高效性。

1 中部槽存在問題及改進(jìn)方法

1.1 中部槽缺陷

礦用刮板輸送機(jī)中的中部槽結(jié)構(gòu)如圖1所示。受采煤機(jī)、煤巖石作用等影響，磨損是中部槽產(chǎn)生故障、發(fā)生失效的主要因素，中部槽磨損后主要表現(xiàn)形式有鏈道磨痕、穿透形貌、撕裂、變形[2]，實(shí)物詳見圖2所示。

圖1 刮板輸送機(jī)的中部槽結(jié)構(gòu)

1.2 中部槽改進(jìn)

針對中部槽磨損問題，本次提出在中心和底部進(jìn)行焊接處理，考慮到SGZ1000/3×1000型號(hào)刮板輸送機(jī)，中部槽寬度改為寬1m和長為1.75m[3]。材料6BM的延伸率、斷面收縮率、沖擊韌性、硬度等性能均較好，還可以進(jìn)行鑄造工藝、熱處理和焊接分級工藝，性能穩(wěn)定可靠，因此，刮板輸送機(jī)中部槽材料選用6BM。在采煤過程中，中部槽由于壓縮和摩擦，軌道座椅經(jīng)常磨損，變形嚴(yán)重，甚至斷裂。對于磨損和變形較小的軌座進(jìn)行局部修復(fù)焊接，或者是整體修復(fù)。對于嚴(yán)重變形和部分損壞的軌道座椅直接更換軌座。在中部槽維修過程中，最苛刻和最難以更換的是中部槽在高度方向上的定位，在更換時(shí)設(shè)置微調(diào)工具，使中心板和接口板在高度方向上定位。可以提高生產(chǎn)效率，同時(shí)提高維修的精度。

2 鏈輪傳動(dòng)故障及改進(jìn)

2.1 鏈輪故障分析

刮板輸送機(jī)鏈輪故障統(tǒng)計(jì)分析詳見表1所示。鏈輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的故障類型主要為三類，分別為軸承故障、潤滑不良和密封浮動(dòng)。刮板鏈輪組件長時(shí)間工作，導(dǎo)致潤滑效果下降而產(chǎn)生的磨損，固定螺栓的斷裂，傳動(dòng)部件漏油等。常見的有接鏈環(huán)斷裂、底鏈卡住等故障[4]。將鏈輪組件發(fā)生故障的原因進(jìn)行總結(jié)，一是在運(yùn)行中，鏈輪的強(qiáng)度不夠，產(chǎn)生了疲勞磨損，從而縮小了使用壽命；二是一旦發(fā)生過載現(xiàn)象或者斷裂等情況，會(huì)使鏈輪產(chǎn)生斷裂；三是較多鏈輪的組件潤滑效果較差，加劇了零部件之間的磨損。

表1 刮板輸送機(jī)鏈傳動(dòng)系統(tǒng)鏈輪故障分析

2.2 鏈輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)改進(jìn)

因嚙合原因造成刮板輸送機(jī)鏈條斷裂或者磨損，根據(jù)鏈條損傷情況采取更換或者調(diào)整。如果磨損程度較大，可以對調(diào)換鏈輪的方向，或者進(jìn)行替換。軸承的損害程度過大，要及時(shí)更換軸承。經(jīng)常檢查機(jī)械的排氣孔，若發(fā)生堵塞，要及時(shí)疏通排氣孔。在日常保養(yǎng)中，要及時(shí)測定潤滑油的溫度。一旦發(fā)現(xiàn)油質(zhì)變差，需要及時(shí)更換潤滑油。針對潤滑油密封不良，采取在鏈輪軸上加寬卡槽，鏈輪傳動(dòng)組件上安裝油箱的花鍵軸端，保證鏈輪和減速器的端面距離在2mm，從而避免卡槽的脫離。安裝O形密封圈，在O形圈存在下，密封效果良好，避免潤滑油泄漏，從而阻止煤塵雜質(zhì)的進(jìn)入。

3 其他結(jié)構(gòu)組件改進(jìn)

3.1 存在的問題

隨著生產(chǎn)能力的提高，刮板輸送機(jī)輸送量也隨之增加，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電機(jī)壓死等情況。這就導(dǎo)致大量原煤積聚在槽體中。此時(shí)，工人需要使用鐵鏟進(jìn)行清理，不僅增加勞動(dòng)強(qiáng)度，而且還嚴(yán)重制約了運(yùn)輸能力。刮板槽體的橫截面積小，無法快速運(yùn)煤，滿足不了大量生產(chǎn)的需求。刮板是使用鑄鋼為材料，抗彎性能較差，尤其當(dāng)煤量增加時(shí)，刮板需要承受較大的動(dòng)態(tài)載荷和靜態(tài)載荷，刮板的中間變形嚴(yán)重，更換比較頻繁，影響了刮板的工作效率。另外，刮板的橫截面窄、推煤量小，無法滿足目前的運(yùn)輸要求。

3.2 結(jié)構(gòu)組件改進(jìn)

（1）改進(jìn)型刮板。

為了使刮板輕量化，該設(shè)計(jì)基于材料少，強(qiáng)度高的原理，采用了多種方案，實(shí)現(xiàn)對刮板輸送機(jī)刮板結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。在改進(jìn)設(shè)計(jì)中，改變了刮板的形狀，重新計(jì)算了橫截面所需的尺寸，其刮板強(qiáng)度顯著增強(qiáng)，也考慮到了刮板的互相性使用要求[5]，改進(jìn)設(shè)計(jì)的刮板采用H型，詳見圖3所示。H型刮板鋼的結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、耐磨性和韌性好等優(yōu)點(diǎn)，刮板的兩面都可使用，延長了設(shè)備的壽命。

圖3 改進(jìn)刮板

（2）密閉型機(jī)架。

考慮到在煤炭的運(yùn)輸過程中有很多煤塵，因此工人的工作環(huán)境較差，在設(shè)備上也很容易產(chǎn)生煤塵沉積，從而造成機(jī)電事故，導(dǎo)致電路中斷，也會(huì)造成輸送機(jī)皮帶打滑、影響照明等問題，這些現(xiàn)象都會(huì)影響機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行。根據(jù)實(shí)際的工作環(huán)境，論文提出了一種密閉型機(jī)架。圖4表示的是一種全封閉框架，其頭部和尾部框架由一個(gè)護(hù)罩進(jìn)行密封，而中間槽體則使用了蓋板，以實(shí)現(xiàn)全封閉操作，這減少了車間的灰塵，同時(shí)可以保護(hù)工作環(huán)境。

圖4 密封式機(jī)架

4 運(yùn)用效果

某礦在安裝了改進(jìn)后的SGZ1000/3×1000型刮板輸送機(jī)，在1502工作面生產(chǎn)過程中，沒有再出現(xiàn)過斷鏈和堆煤的問題，刮板輸送機(jī)跟機(jī)效率好。現(xiàn)在1502工作面已采完，中部槽受磨損較輕，均在合理范圍內(nèi)。1502工作面生產(chǎn)過程中對刮板輸送機(jī)故障記錄詳見表2，從表2中可以看出中部槽選擇的6BM綜合機(jī)械性能好，采用微調(diào)工具對中部槽進(jìn)行修理，保證了維修效果，通過對礦用刮板輸送機(jī)中部槽、鏈輪傳動(dòng)、刮板等結(jié)構(gòu)材料、工藝等方面改進(jìn)，顯著提高了刮板輸送機(jī)的使用壽命、安全性、可靠性，減少了維護(hù)的次數(shù)。

表2 刮板輸送機(jī)故障統(tǒng)計(jì)表

5 結(jié) 論

礦用刮板輸送機(jī)常處于大煤塵、多潮濕、少風(fēng)等惡劣工作環(huán)境，其結(jié)構(gòu)部件容易受損，故障頻率高。為了改善刮板輸送機(jī)耐用性能，提高中部槽、鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)、刮板等結(jié)構(gòu)使用壽命，分別淺析了結(jié)構(gòu)存在問題，并提出了相應(yīng)改進(jìn)措施，其結(jié)論主要為：

1）中部槽磨損主要有鏈道磨痕、穿透形貌、撕裂、變形等形式，分別從中部槽尺寸、材料、維修工藝提出了改進(jìn)措施。

2）鏈輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的故障類型主要為軸承故障、潤滑不良和密封浮動(dòng)，提高檢修頻率，加寬卡槽，安裝油箱花鍵軸和O形密封圈，阻止煤塵雜質(zhì)的進(jìn)入，及時(shí)進(jìn)行維修、疏通排氣、更換等措施。

3）為了提高刮板抗彎能力、阻止煤塵入侵密封裝置，刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)件中刮板采用強(qiáng)度高、耐磨性和韌性好的H型刮板和密封性能優(yōu)良的機(jī)架。

4）改進(jìn)的刮板輸送機(jī)在1502工作面生產(chǎn)期間表明，既滿足了生產(chǎn)需求，而且具有強(qiáng)度高、壽命長、容量大、低故障率等優(yōu)勢。