刮板转载机结构优化设计分析

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摘要：煤矿井下工况恶劣，刮板转载机受结构缺陷、维修问题的影响，往往会发生故障，影响煤炭输送。为消除这一问题，从转载机存在问题、改造方案、应用效果等方面进行探讨，对转载机的挡煤板、中部槽、电缆架、抬升装置等进行了设计改造。经过改造后转载机故障率明显下降。

关键词：刮板转载机；结构改进；挡煤板；抬升装置

目前，随着科学技术的发展和进步，煤矿井下的安全生产已经实现了机械化和自动化，在煤矿开采以及运输的过程中，从工作面采下的煤炭首先经由刮板输送机将其运送到机头，然后在机头位置处卸载，再由转载机将煤炭运送到破碎机上，将原煤破碎成合适的大小，便于运输和装载，这一过程都是沿着刮板输送机上的刮板链进行的，该过程完成后，将转载机机头处的煤炭运送到皮带运输机的机尾处，从而使煤炭进入运输系统中，提升到地面［1］。由此可见，刮板转载机在煤矿井下的安全生产中起着重要的作用，它通过与工作面皮带运输机以及原煤破碎机等配套使用，可以将转载机的机头与小车连接，从而使转载机随着小车的运动而进行整体的移动，并跟着采煤工作面的逐渐延伸而进行布局上的调整，以完成原煤的运输工作［2］。但是在实际应用过程中，由于煤矿井下复杂的地质条件以及施工环境等，刮板转载机存在着不少的运行问题，因此为了促进煤矿的安全生产，提高煤矿企业的经济效益，对刮板转载机进行了相关技术优化和改造。

1刮板转载机运行中存在的问题

1.1结构上存在的问题。在对煤炭进行运输的过程中，由于煤块的下落以及飞溅等，煤块经常撞击转载机的挡煤板，使连接护板之间的焊接接口断裂，从而造成内部焊接衬板的脱落，影响刮板转载机的正常运行；且由于该转载机的机头部和动力装置部分的重力比较大，在使用时会造成机头端的支撑力不够，同时当转载机的机头与皮带运输机的机尾在伸缩过程发生挤压时，会导致刮板转载机的磨损，使其出现故障甚至停机，此外链轮下方回转板处也经常与刮板发生碰撞摩擦，不仅产生了噪声，还致使刮板磨损的程度加大，减少了刮板的使用时间；其次由于井下环境复杂，刮板转载机的电缆线通常布置不合理，安装难度大，不仅加重了运输的负担，还增加了工作人员的维修作业量［3］。1.2制造维修技术上存在的问题。由于焊接强度不够、焊接材料选择不当等，其刮板转载机机头以及链道等磨损严重的部位常常会发生断裂，从而导致刮板转载机的性能不稳定，出厂质量不符合标准；其次磨损部位在制造时所采用的钢板耐磨性不高，且在对盖板、挡板以及联接件等进行修复时处理不及时，使这类部件在损耗严重的情况下超负荷工作，增加了刮板转载机的负担以及运行的危险性［4］；除此之外，没有及时清洗动力部内部的各部件，且未及时掌握其轴承等的润滑情况，致使润滑油缺失，磨损加重。

2刮板转载机结构的技术优化改造

2.1转载机挡煤板连接护板及机头封底板的改造设计。由于刮板输送机原有挡煤板的连接护板经常会在煤块的冲击下发生脱落，所以为了提高连接护板的焊接强度，对该连接护板的焊接口进行了改进，将原来的4mm的坡口焊改成了现在的8mm的坡口焊，通过这一改进，焊接的强度大大增加，焊缝的高度也相应提高，从而使连接护板变得更加牢固、可靠、安全［5－6］；同时为了避免位于机头链轮下方位置处的回转板与刮板之间的相互挤压和摩擦，对机头的封底板进行了优化改进，具体表现在增大了中板与封底板之间的距离，并将封底板设计成了圆弧形，不仅实现了刮板的平稳运行，还减少了回转板与刮板之间的碰撞，降低了由于摩擦所产生的噪音，此外由于磨损程度的降低，还延长了封底板和刮板链的使用寿命。2.2可伸缩转载机抬升装置的改造设计。为了解决刮板转载机机头端支撑力不够的问题，对可伸缩转载机抬升装置进行了优化改进设计，改进后的装置在各主要部分的协调配合下，有效避免了转载机伸缩机头与皮带运输机伸缩机尾之间的摩擦，保证了刮板输送机的良好运行。该装置位于刮板转载机悬空段的下方位置处，最下面的部分是底座，其次是推移缸，推移缸通过螺栓与底座相连接，然后是托架，在托架的右侧设计有一个座板，该座板是用来安装液压系统阀门的，当与悬空段的中间槽进行安装时，首先将其一侧插入托架与底板之间，然后利用螺栓将压板和托架联系起来，此时就将中间槽的底板固定到了该装置中，从而当液压系缩转载机的抬升装置示意图统发生上升或下降后，推移缸可以随之移动，并进行高度上的微小调整。此外由于该装置操作简单，安装步骤少，还减轻了工作人员的负担，提高了井下机械设备的自动化程度。其中经过优化改造后的可伸缩转载机的抬升装置如图1所示，整个装置的油缸推力为386kN，工作压力为32MPa，拉力为208kN，行程为700m。　2.3易拆卸活动电缆架的改造设计。在煤矿井下进行施工时，电缆的安装常常杂乱无序，往往会出现布置不合理的情况，这在刮板转载机中也会发生，为了解决这一问题，对电缆架进行了优化改造［7］，改造后的电缆架由4部分组成，分别是螺栓、螺母、上架体以及下架体。整个装置位于转载机封底板的上方，其电缆位于中部槽上。该电缆架示意图如图2所示，从图中可以看出，整个电缆架分为两层，可以用来放置两种不同作用的电缆，其中下架体底板上设置有开孔，该孔在弹簧销的作用下将封底板与电缆架联系在一起，而位于上架体处的螺栓则是为了压紧电缆线。在进行电缆的布置时，通常将活动电缆架与电缆钩配合使用，并根据实际的情况，从电缆的走向出发进行电缆线的布设，在这样的形式下，可以实现电缆线的灵活安装，且便于工人进行拆卸作业。2.4机头端动力部以及悬空段中部槽的改造设计。由于刮板转载机的动力部质量比较大，而机头端的支撑力又不足，在这种情况下，为了伸缩机头能够进行良好的移动，对挡煤板进行了优化改造，将其设计成了可以自动调节高度的形式。具体的技术改造方法为：在转载机驱动部的连接罩下方位置处增设了可伸缩转载机的抬升装置，且为了增加与地面的接触面积，在油缸的底部还设计了支撑座，同时将挡煤板与挂板之间的连接方式设计成了铰接。另外为了减少中部槽煤炭丢失的情况，将底板的连接形式改为了插接，并设置了法兰连接板。

3制造维修技术的改造

针对刮板转载机机头机尾磨损程度大的问题，对其焊接方式进行了改造，首先采用了耐磨性能较强的板材进行焊接，其次焊丝也改为德国进口的卡斯特林焊丝，且为了进一步加强其耐磨性，还使用了激光熔覆技术来进行表面耐磨处理［8－9］；而对于中部槽来说，为了确保中板的焊接质量，其焊接的形式为塞焊，并在中板的表面增设了耐磨钢板，且该钢板是通过整体冲压一次成型的；中板的上沿在运行过程中也易发生磨损，在对其进行修复时，所采用的角焊缝的焊接形式，同时进行了激光熔覆处理；此外对于联接件与动力部的修复来说，首先需要对哑铃销以及减速器、电动机的内部零件进行清理，以检查齿轮、轴承等的磨损情况，一旦这些零部件损耗严重，则需进行重新更换；若磨损不太严重，则需对其进行质量检查，对于哑铃销来说，当拉伸量不超过3％时可以进行修补，超过3％时必须报废更换，对于减速器和电动机来说也是如此，一旦内孔磨损量过大，则必须更换新的部件，更换完毕后，重新组装进行开机测试，以保证转载机的正常运行。

4改造效果分析

通过上述优化改造后的刮板转载机在正常运行状态下，减轻了各主要零部件之间的摩擦和损耗，且通过对可伸缩转载机抬升装置以及易拆卸活动电缆的改造设计，使转载机支撑力不足的问题得到了解决，同时该电缆架有效改善了电缆分布不合理的状况，降低了工作人员的劳动强度，不仅减少了刮板转载机的使用和维修成本，还延长了转载机的使用寿命，在煤矿井下得到了广泛的应用。

5结束语

刮板转载机在煤矿井下的安全生产中有着举足轻重的作用，为了保证其在正常生产中的稳定运行，针对转载机结构以及维修技术上存在的问题进行了分析研究，并作出了相应的优化改造，通过这些改造措施，刮板转载机的运行效率得到了大大提高，不仅解决了转载机磨损、中部槽漏煤、电缆分布不合理、动力部支撑力不足等的问题，还加强了刮板转载机的维修保养，在为煤矿企业创造更大经济效益的同时，还为其他矿井解决这类问题提供了思路和途径。

作者:贾永红 单位:山西昔阳运裕煤业有限责任公