浅析矿用刮板输送机结构部件存在问题及改进方法_郝跃峰.pdf

煤矿现代化2020 年第 1 期总第 154 期 0引言 矿用刮板输送机在工作过程中， 由于井下环境比 较恶劣， 常常是煤尘严重， 灰尘大， 通风不良等情况， 从而导致刮板输送机的关键部件受损。 而刮板输送机 关键部件的状态直接影响整个矿井生产。 尤其是工作 面采煤过程中， 刮板输送机在煤炭、 矸石和采煤机复 杂的环境中长时间运行， 并且受到他们的冲击。这就 使得中部槽磨损、 链轮组件失效， 影响到其他部件的 正常使用[1]。其中， 为了延长刮板输送机的使用寿命， 将改进输送机部件的结构。针对输送机中部槽、 链轮 传动结构、 机架进行改进， 采用具有性能优良的中部 槽、 故障率低的链轮传动部以及密闭型的机架， 通过 这些方式可以显著改变输送能力， 从而提高矿井生产 的安全性和高效性。 1中部槽存在问题及改进方法 1.1中部槽缺陷 矿用刮板输送机中的中部槽结构如图 1 所示。 受采煤机、 煤岩石作用等影响， 磨损是中部槽产生故 障、 发生失效的主要因素， 中部槽磨损后主要表现形 式有链道磨痕、 穿透形貌、 撕裂、 变形[2]， 实物详见图 2 所示。 图 1刮板输送机的中部槽结构 （a ）链道磨痕（b）穿透形貌 （c ） 撕裂（d）变形 图 2中部槽磨损形式 浅析矿用刮板输送机结构部件存在问题及改进方法 郝 跃 峰 （霍州煤电集团晋北煤业有限公司 ，山西 静乐 035100 ） 摘要 矿用刮板输送机处于煤尘严重、 潮湿、 通风不良等恶劣工作环境， 结构部件易受损， 故障率 高。 为了改善刮板输送机中部槽、 链轮等结构性能， 分别对中部槽、 链轮组件、 刮板、 机架提出了改进措 施。通过工程运用表明， 改进的刮板输送机结构件具有强度高、 寿命长、 容量大等特点， 良好的解决了 刮板输送机存在的问题， 为实现矿井快速采煤奠定了基础。 关键词 刮板输送机 ； 中部槽 ； 链轮组件； 微调工具 中图分类号 TD265文献标识码 A文章编号 1009- 0797 （2020 ） 01- 0157- 03 Brief Analysis on Problems and Improvement the Structural Components of Scraper Conveyor in Mine HAO Yuefeng （Huozhou Coal and ElectricityGroup Jinbei Coal IndustryCo., Ltd. , Jingle 035100 ， China ） Abstract Mine scraper conveyor is in a bad working environment, such as coal dust, humidity and poor ventilation. Its structural parts are vulnerable todamage and its failure rate is high.In order toimprove the structure and perance ofthe middle groove and sprocket ofscraper conveyor, the improvement measures for the middle groove, sprocket assembly, scraper and frame are put forward respectively. The engineer- ingapplication shows that the improved scraper conveyor structure has the characteristics ofhigh strength, long service life and large capacity. It solves the problems ofscraper conveyor and lays a foundation for realizingrapid coal miningin mine. Key words Scraper conveyor ; Middle groove ; Sprocket assembly ; fine- tuningtool 157 ChaoXing 煤矿现代化2020 年第 1 期总第 154 期 1.2中部槽改进 针对中部槽磨损问题， 本次提出在中心和底部进 行焊接处理， 考虑到 SGZ1000/31000 型号刮板输送 机， 中部槽宽度改为宽 1m和长为 1.75m[3]。材料 6BM 的延伸率、 断面收缩率、 冲击韧性、 硬度等性能均较 好， 还可以进行铸造工艺、 热处理和焊接分级工艺， 性 能稳定可靠，因此，刮板输送机中部槽材料选用 6BM。 在采煤过程中， 中部槽由于压缩和摩擦， 轨道座 椅经常磨损， 变形严重， 甚至断裂。 对于磨损和变形较 小的轨座进行局部修复焊接， 或者是整体修复。对于 严重变形和部分损坏的轨道座椅直接更换轨座。 在中 部槽维修过程中， 最苛刻和最难以更换的是中部槽在 高度方向上的定位， 在更换时设置微调工具， 使中心 板和接口板在高度方向上定位。可以提高生产效率， 同时提高维修的精度。 2链轮传动故障及改进 2.1链轮故障分析 刮板输送机链轮故障统计分析详见表 1 所示。 链 轮传动结构的故障类型主要为三类，分别为轴承故 障、 润滑不良和密封浮动。 刮板链轮组件长时间工作， 导致润滑效果下降而产生的磨损，固定螺栓的断裂， 传动部件漏油等。常见的有接链环断裂、 底链卡住等 故障[4]。 将链轮组件发生故障的原因进行总结， 一是在 运行中， 链轮的强度不够， 产生了疲劳磨损， 从而缩小 了使用寿命；二是一旦发生过载现象或者断裂等情 况， 会使链轮产生断裂； 三是较多链轮的组件润滑效 果较差， 加剧了零部件之间的磨损。 表 1刮板输送机链传动系统链轮故障分析 2.2链轮传动结构改进 因啮合原因造成刮板输送机链条断裂或者磨损， 根据链条损伤情况采取更换或者调整。 如果磨损程度 较大， 可以对调换链轮的方向， 或者进行替换。 轴承的 损害程度过大， 要及时更换轴承。经常检查机械的排 气孔， 若发生堵塞， 要及时疏通排气孔。在日常保养 中， 要及时测定润滑油的温度。 一旦发现油质变差， 需 要及时更换润滑油。针对润滑油密封不良， 采取在链 轮轴上加宽卡槽， 链轮传动组件上安装油箱的花键轴 端， 保证链轮和减速器的端面距离在 2mm， 从而避免 卡槽的脱离。安装 O 形密封圈， 在 O 形圈存在下， 密 封效果良好， 避免润滑油泄漏， 从而阻止煤尘杂质的 进入。 3其他结构组件改进 3.1存在的问题 随着生产能力的提高， 刮板输送机输送量也随之 增加， 经常会出现电机压死等情况。这就导致大量原 煤积聚在槽体中。 此时， 工人需要使用铁铲进行清理， 不仅增加劳动强度， 而且还严重制约了运输能力。刮 板槽体的横截面积小， 无法快速运煤， 满足不了大量 生产的需求。 刮板是使用铸钢为材料， 抗弯性能较差， 尤其当煤量增加时， 刮板需要承受较大的动态载荷和 静态载荷， 刮板的中间变形严重， 更换比较频繁， 影响 了刮板的工作效率。另外， 刮板的横截面窄、 推煤量 小， 无法满足目前的运输要求。 3.2结构组件改进 （1 ） 改进型刮板。 为了使刮板轻量化， 该设计基于材料少， 强度高 的原理， 采用了多种方案， 实现对刮板输送机刮板结 构的优化。 在改进设计中， 改变了刮板的形状， 重新计 算了横截面所需的尺寸， 其刮板强度显著增强， 也考 虑到了刮板的互相性使用要求[5]， 改进设计的刮板采 用 H 型， 详见图 3 所示。H 型刮板钢的结构具有强度 高、 耐磨性和韧性好等优点， 刮板的两面都可使用， 延 长了设备的寿命。 图 3改进刮板 （2 ） 密闭型机架。 考虑到在煤炭的运输过程中有很多煤尘， 因此工 人的工作环境较差，在设备上也很容易产生煤尘沉 积， 从而造成机电事故， 导致电路中断， 也会造成输送 机皮带打滑、 影响照明等问题， 这些现象都会影响机 电设备的正常运行。根据实际的工作环境， 论文提出 了一种密闭型机架。图 4 表示的是一种全封闭框架， 其头部和尾部框架由一个护罩进行密封， 而中间槽体 则使用了盖板， 以实现全封闭操作， 这减少了车间的 链传动系统部件故障类型故障发生率故障发生次数 链轮 轴承故障11.53 润滑不良26.97 密封浮动61.616 158 ChaoXing 煤矿现代化2020 年第 1 期总第 154 期 灰尘， 同时可以保护工作环境。 图 4密封式机架 4运用效果 某矿在安装了改进后的 SGZ1000/31000 型刮 板输送机， 在 1502 工作面生产过程中， 没有再出现过 断链和堆煤的问题，刮板输送机跟机效率好。现在 1502 工作面已采完， 中部槽受磨损较轻， 均在合理范 围内。1502 工作面生产过程中对刮板输送机故障记 录详见表 2，从表 2 中可以看出中部槽选择的 6BM 综合机械性能好，采用微调工具对中部槽进行修理， 保证了维修效果，通过对矿用刮板输送机中部槽、 链 轮传动、 刮板等结构材料、 工艺等方面改进， 显著提高 了刮板输送机的使用寿命、 安全性、 可靠性， 减少了维 护的次数。 表 2刮板输送机故障统计表 5结论 矿用刮板输送机常处于大煤尘、 多潮湿、 少风等 恶劣工作环境， 其结构部件容易受损， 故障频率高。 为 了改善刮板输送机耐用性能， 提高中部槽、 链轮转动、 刮板等结构使用寿命，分别浅析了结构存在问题， 并 提出了相应改进措施， 其结论主要为 1 ）中部槽磨损主要有链道磨痕、穿透形貌、 撕 裂、 变形等形式， 分别从中部槽尺寸、 材料、 维修工艺 提出了改进措施。 2 ）链轮传动结构的故障类型主要为轴承故障、 润滑不良和密封浮动， 提高检修频率， 加宽卡槽， 安装 油箱花键轴和 O 形密封圈， 阻止煤尘杂质的进入， 及 时进行维修、 疏通排气、 更换等措施。 3 ）为了提高刮板抗弯能力、阻止煤尘入侵密封 装置， 刮板输送机结构件中刮板采用强度高、 耐磨性 和韧性好的 H 型刮板和密封性能优良的机架。 4 ）改进的刮板输送机在 1502 工作面生产期间 表明， 既满足了生产需求， 而且具有强度高、 寿命长、 容量大、 低故障率等优势。 参考文献 [1] 张立文,马力,杨刚雷.刮板输送机链轮组件密封失效分析 [J].煤矿机械,2016,37 （4） 140- 142. [2] 温建刚.SZG1000/1400 型刮板输送机中部槽的设计 [J].煤 炭工程,2012,10118- 120. [3] 杨哲勇.重型刮板送机中部槽结构分析[D].太原太原科 技大学,2014. [4] 张永强. 矿用重型刮板输送机传动部故障诊断关键技术 研究[D].西安西安科技大学,2017. [5] 刘泽平. 超重型刮板输送机中部槽可靠性关键技术研究 [D].太原太原理工大学,2013. 作者简介 郝跃峰 （1986 年 9 月 -） ， 男， 汉族， 山西保德人， 2009 年 7 月毕业于太原理工大学阳泉学院， 本科， 现就职于霍州煤 电集团晋北煤业有限公司机电科工作， 技术员。 （收稿日期 2019- 4- 9） 零部件链条接链环中部槽链轮单位 停机时间均值0.81.101.5h 故障发生次数1202次 故障占整个工作面 设备的比例 0.670.8100.99 159 ChaoXing