刮板轉載機結構優化設計分析

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摘要：煤礦井下工況惡劣，刮板轉載機受結構缺陷、維修問題的影響，往往會發生故障，影響煤炭輸送。為消除這一問題，從轉載機存在問題、改造方案、應用效果等方面進行探討，對轉載機的擋煤板、中部槽、電纜架、抬升裝置等進行了設計改造。經過改造后轉載機故障率明顯下降。

關鍵詞：刮板轉載機；結構改進；擋煤板；抬升裝置

目前，隨著科學技術的發展和進步，煤礦井下的安全生產已經實現了機械化和自動化，在煤礦開采以及運輸的過程中，從工作面采下的煤炭首先經由刮板輸送機將其運送到機頭，然后在機頭位置處卸載，再由轉載機將煤炭運送到破碎機上，將原煤破碎成合適的大小，便于運輸和裝載，這一過程都是沿著刮板輸送機上的刮板鏈進行的，該過程完成后，將轉載機機頭處的煤炭運送到皮帶運輸機的機尾處，從而使煤炭進入運輸系統中，提升到地面［1］。由此可見，刮板轉載機在煤礦井下的安全生產中起著重要的作用，它通過與工作面皮帶運輸機以及原煤破碎機等配套使用，可以將轉載機的機頭與小車連接，從而使轉載機隨著小車的運動而進行整體的移動，并跟著采煤工作面的逐漸延伸而進行布局上的調整，以完成原煤的運輸工作［2］。但是在實際應用過程中，由于煤礦井下復雜的地質條件以及施工環境等，刮板轉載機存在著不少的運行問題，因此為了促進煤礦的安全生產，提高煤礦企業的經濟效益，對刮板轉載機進行了相關技術優化和改造。

1刮板轉載機運行中存在的問題

1.1結構上存在的問題。在對煤炭進行運輸的過程中，由于煤塊的下落以及飛濺等，煤塊經常撞擊轉載機的擋煤板，使連接護板之間的焊接接口斷裂，從而造成內部焊接襯板的脫落，影響刮板轉載機的正常運行；且由于該轉載機的機頭部和動力裝置部分的重力比較大，在使用時會造成機頭端的支撐力不夠，同時當轉載機的機頭與皮帶運輸機的機尾在伸縮過程發生擠壓時，會導致刮板轉載機的磨損，使其出現故障甚至停機，此外鏈輪下方回轉板處也經常與刮板發生碰撞摩擦，不僅產生了噪聲，還致使刮板磨損的程度加大，減少了刮板的使用時間；其次由于井下環境復雜，刮板轉載機的電纜線通常布置不合理，安裝難度大，不僅加重了運輸的負擔，還增加了工作人員的維修作業量［3］。1.2制造維修技術上存在的問題。由于焊接強度不夠、焊接材料選擇不當等，其刮板轉載機機頭以及鏈道等磨損嚴重的部位常常會發生斷裂，從而導致刮板轉載機的性能不穩定，出廠質量不符合標準；其次磨損部位在制造時所采用的鋼板耐磨性不高，且在對蓋板、擋板以及聯接件等進行修復時處理不及時，使這類部件在損耗嚴重的情況下超負荷工作，增加了刮板轉載機的負擔以及運行的危險性［4］；除此之外，沒有及時清洗動力部內部的各部件，且未及時掌握其軸承等的潤滑情況，致使潤滑油缺失，磨損加重。

2刮板轉載機結構的技術優化改造

2.1轉載機擋煤板連接護板及機頭封底板的改造設計。由于刮板輸送機原有擋煤板的連接護板經常會在煤塊的沖擊下發生脫落，所以為了提高連接護板的焊接強度，對該連接護板的焊接口進行了改進，將原來的4mm的坡口焊改成了現在的8mm的坡口焊，通過這一改進，焊接的強度大大增加，焊縫的高度也相應提高，從而使連接護板變得更加牢固、可靠、安全［5－6］；同時為了避免位于機頭鏈輪下方位置處的回轉板與刮板之間的相互擠壓和摩擦，對機頭的封底板進行了優化改進，具體表現在增大了中板與封底板之間的距離，并將封底板設計成了圓弧形，不僅實現了刮板的平穩運行，還減少了回轉板與刮板之間的碰撞，降低了由于摩擦所產生的噪音，此外由于磨損程度的降低，還延長了封底板和刮板鏈的使用壽命。2.2可伸縮轉載機抬升裝置的改造設計。為了解決刮板轉載機機頭端支撐力不夠的問題，對可伸縮轉載機抬升裝置進行了優化改進設計，改進后的裝置在各主要部分的協調配合下，有效避免了轉載機伸縮機頭與皮帶運輸機伸縮機尾之間的摩擦，保證了刮板輸送機的良好運行。該裝置位于刮板轉載機懸空段的下方位置處，最下面的部分是底座，其次是推移缸，推移缸通過螺栓與底座相連接，然后是托架，在托架的右側設計有一個座板，該座板是用來安裝液壓系統閥門的，當與懸空段的中間槽進行安裝時，首先將其一側插入托架與底板之間，然后利用螺栓將壓板和托架聯系起來，此時就將中間槽的底板固定到了該裝置中，從而當液壓系縮轉載機的抬升裝置示意圖統發生上升或下降后，推移缸可以隨之移動，并進行高度上的微小調整。此外由于該裝置操作簡單，安裝步驟少，還減輕了工作人員的負擔，提高了井下機械設備的自動化程度。其中經過優化改造后的可伸縮轉載機的抬升裝置如圖1所示，整個裝置的油缸推力為386kN，工作壓力為32MPa，拉力為208kN，行程為700m。　2.3易拆卸活動電纜架的改造設計。在煤礦井下進行施工時，電纜的安裝常常雜亂無序，往往會出現布置不合理的情況，這在刮板轉載機中也會發生，為了解決這一問題，對電纜架進行了優化改造［7］，改造后的電纜架由4部分組成，分別是螺栓、螺母、上架體以及下架體。整個裝置位于轉載機封底板的上方，其電纜位于中部槽上。該電纜架示意圖如圖2所示，從圖中可以看出，整個電纜架分為兩層，可以用來放置兩種不同作用的電纜，其中下架體底板上設置有開孔，該孔在彈簧銷的作用下將封底板與電纜架聯系在一起，而位于上架體處的螺栓則是為了壓緊電纜線。在進行電纜的布置時，通常將活動電纜架與電纜鉤配合使用，并根據實際的情況，從電纜的走向出發進行電纜線的布設，在這樣的形式下，可以實現電纜線的靈活安裝，且便于工人進行拆卸作業。2.4機頭端動力部以及懸空段中部槽的改造設計。由于刮板轉載機的動力部質量比較大，而機頭端的支撐力又不足，在這種情況下，為了伸縮機頭能夠進行良好的移動，對擋煤板進行了優化改造，將其設計成了可以自動調節高度的形式。具體的技術改造方法為：在轉載機驅動部的連接罩下方位置處增設了可伸縮轉載機的抬升裝置，且為了增加與地面的接觸面積，在油缸的底部還設計了支撐座，同時將擋煤板與掛板之間的連接方式設計成了鉸接。另外為了減少中部槽煤炭丟失的情況，將底板的連接形式改為了插接，并設置了法蘭連接板。

3制造維修技術的改造

針對刮板轉載機機頭機尾磨損程度大的問題，對其焊接方式進行了改造，首先采用了耐磨性能較強的板材進行焊接，其次焊絲也改為德國進口的卡斯特林焊絲，且為了進一步加強其耐磨性，還使用了激光熔覆技術來進行表面耐磨處理［8－9］；而對于中部槽來說，為了確保中板的焊接質量，其焊接的形式為塞焊，并在中板的表面增設了耐磨鋼板，且該鋼板是通過整體沖壓一次成型的；中板的上沿在運行過程中也易發生磨損，在對其進行修復時，所采用的角焊縫的焊接形式，同時進行了激光熔覆處理；此外對于聯接件與動力部的修復來說，首先需要對啞鈴銷以及減速器、電動機的內部零件進行清理，以檢查齒輪、軸承等的磨損情況，一旦這些零部件損耗嚴重，則需進行重新更換；若磨損不太嚴重，則需對其進行質量檢查，對于啞鈴銷來說，當拉伸量不超過3％時可以進行修補，超過3％時必須報廢更換，對于減速器和電動機來說也是如此，一旦內孔磨損量過大，則必須更換新的部件，更換完畢后，重新組裝進行開機測試，以保證轉載機的正常運行。

4改造效果分析

通過上述優化改造后的刮板轉載機在正常運行狀態下，減輕了各主要零部件之間的摩擦和損耗，且通過對可伸縮轉載機抬升裝置以及易拆卸活動電纜的改造設計，使轉載機支撐力不足的問題得到了解決，同時該電纜架有效改善了電纜分布不合理的狀況，降低了工作人員的勞動強度，不僅減少了刮板轉載機的使用和維修成本，還延長了轉載機的使用壽命，在煤礦井下得到了廣泛的應用。

5結束語

刮板轉載機在煤礦井下的安全生產中有著舉足輕重的作用，為了保證其在正常生產中的穩定運行，針對轉載機結構以及維修技術上存在的問題進行了分析研究，并作出了相應的優化改造，通過這些改造措施，刮板轉載機的運行效率得到了大大提高，不僅解決了轉載機磨損、中部槽漏煤、電纜分布不合理、動力部支撐力不足等的問題，還加強了刮板轉載機的維修保養，在為煤礦企業創造更大經濟效益的同時，還為其他礦井解決這類問題提供了思路和途徑。

作者:賈永紅 單位:山西昔陽運裕煤業有限責任公