刮板轉(zhuǎn)載機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

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1、 刮板轉(zhuǎn)載機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析 摘要：煤礦井下工況惡劣，刮板轉(zhuǎn)載機(jī)受結(jié)構(gòu)缺陷、維修問(wèn)題的影響，往往會(huì)發(fā)生故障，影響煤炭輸送。為消除這一問(wèn)題，從轉(zhuǎn)載機(jī)存在問(wèn)題、改造方案、應(yīng)用效果等方面進(jìn)行探討，對(duì)轉(zhuǎn)載機(jī)的擋煤板、中部槽、電纜架、抬升裝置等進(jìn)行了設(shè)計(jì)改造。經(jīng)過(guò)改造后轉(zhuǎn)載機(jī)故障率明顯下降。 關(guān)鍵詞：刮板轉(zhuǎn)載機(jī)；結(jié)構(gòu)改進(jìn)；擋煤板；抬升裝置 目前，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，煤礦井下的安全生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化和自動(dòng)化，在煤礦開(kāi)采以及運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，從工作面采下的煤炭首先經(jīng)由刮板輸送機(jī)將其運(yùn)送到機(jī)頭，然后在機(jī)頭位置處卸載，再由轉(zhuǎn)載機(jī)將煤炭運(yùn)送到破碎機(jī)上，將原煤破碎成合適的大小，便于運(yùn)輸和

2、裝載，這一過(guò)程都是沿著刮板輸送機(jī)上的刮板鏈進(jìn)行的，該過(guò)程完成后，將轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭處的煤炭運(yùn)送到皮帶運(yùn)輸機(jī)的機(jī)尾處，從而使煤炭進(jìn)入運(yùn)輸系統(tǒng)中，提升到地面［１］。由此可見(jiàn)，刮板轉(zhuǎn)載機(jī)在煤礦井下的安全生產(chǎn)中起著重要的作用，它通過(guò)與工作面皮帶運(yùn)輸機(jī)以及原煤破碎機(jī)等配套使用，可以將轉(zhuǎn)載機(jī)的機(jī)頭與小車連接，從而使轉(zhuǎn)載機(jī)隨著小車的運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行整體的移動(dòng)，并跟著采煤工作面的逐漸延伸而進(jìn)行布局上的調(diào)整，以完成原煤的運(yùn)輸工作［２］。但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于煤礦井下復(fù)雜的地質(zhì)條件以及施工環(huán)境等，刮板轉(zhuǎn)載機(jī)存在著不少的運(yùn)行問(wèn)題，因此為了促進(jìn)煤礦的安全生產(chǎn)，提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)刮板轉(zhuǎn)載機(jī)進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)優(yōu)化和改造。

3、 １刮板轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)行中存在的問(wèn)題 １.１結(jié)構(gòu)上存在的問(wèn)題。在對(duì)煤炭進(jìn)行運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，由于煤塊的下落以及飛濺等，煤塊經(jīng)常撞擊轉(zhuǎn)載機(jī)的擋煤板，使連接護(hù)板之間的焊接接口斷裂，從而造成內(nèi)部焊接襯板的脫落，影響刮板轉(zhuǎn)載機(jī)的正常運(yùn)行；且由于該轉(zhuǎn)載機(jī)的機(jī)頭部和動(dòng)力裝置部分的重力比較大，在使用時(shí)會(huì)造成機(jī)頭端的支撐力不夠，同時(shí)當(dāng)轉(zhuǎn)載機(jī)的機(jī)頭與皮帶運(yùn)輸機(jī)的機(jī)尾在伸縮過(guò)程發(fā)生擠壓時(shí)，會(huì)導(dǎo)致刮板轉(zhuǎn)載機(jī)的磨損，使其出現(xiàn)故障甚至停機(jī)，此外鏈輪下方回轉(zhuǎn)板處也經(jīng)常與刮板發(fā)生碰撞摩擦，不僅產(chǎn)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(shí)間；其次由于井下環(huán)境復(fù)雜，刮板轉(zhuǎn)載機(jī)的電纜線通常布置不合理，安裝難度大

4、，不僅加重了運(yùn)輸?shù)呢?fù)擔(dān)，還增加了工作人員的維修作業(yè)量［３］。１.２制造維修技術(shù)上存在的問(wèn)題。由于焊接強(qiáng)度不夠、焊接材料選擇不當(dāng)?shù)龋涔伟遛D(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭以及鏈道等磨損嚴(yán)重的部位常常會(huì)發(fā)生斷裂，從而導(dǎo)致刮板轉(zhuǎn)載機(jī)的性能不穩(wěn)定，出廠質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)；其次磨損部位在制造時(shí)所采用的鋼板耐磨性不高，且在對(duì)蓋板、擋板以及聯(lián)接件等進(jìn)行修復(fù)時(shí)處理不及時(shí)，使這類部件在損耗嚴(yán)重的情況下超負(fù)荷工作，增加了刮板轉(zhuǎn)載機(jī)的負(fù)擔(dān)以及運(yùn)行的危險(xiǎn)性［４］；除此之外，沒(méi)有及時(shí)清洗動(dòng)力部?jī)?nèi)部的各部件，且未及時(shí)掌握其軸承等的潤(rùn)滑情況，致使?jié)櫥腿笔Вp加重。 ２刮板轉(zhuǎn)載機(jī)結(jié)構(gòu)的技術(shù)優(yōu)化改造 ２.１轉(zhuǎn)載機(jī)擋煤板連接護(hù)板及

5、機(jī)頭封底板的改造設(shè)計(jì)。由于刮板輸送機(jī)原有擋煤板的連接護(hù)板經(jīng)常會(huì)在煤塊的沖擊下發(fā)生脫落，所以為了提高連接護(hù)板的焊接強(qiáng)度，對(duì)該連接護(hù)板的焊接口進(jìn)行了改進(jìn)，將原來(lái)的４ｍｍ的坡口焊改成了現(xiàn)在的８ｍｍ的坡口焊，通過(guò)這一改進(jìn)，焊接的強(qiáng)度大大增加，焊縫的高度也相應(yīng)提高，從而使連接護(hù)板變得更加牢固、可靠、安全［５－６］；同時(shí)為了避免位于機(jī)頭鏈輪下方位置處的回轉(zhuǎn)板與刮板之間的相互擠壓和摩擦，對(duì)機(jī)頭的封底板進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，具體表現(xiàn)在增大了中板與封底板之間的距離，并將封底板設(shè)計(jì)成了圓弧形，不僅實(shí)現(xiàn)了刮板的平穩(wěn)運(yùn)行，還減少了回轉(zhuǎn)板與刮板之間的碰撞，降低了由于摩擦所產(chǎn)生的噪音，此外由于磨損程度的降低，還延長(zhǎng)了封底板和刮

6、板鏈的使用壽命。２.２可伸縮轉(zhuǎn)載機(jī)抬升裝置的改造設(shè)計(jì)。為了解決刮板轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭端支撐力不夠的問(wèn)題，對(duì)可伸縮轉(zhuǎn)載機(jī)抬升裝置進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)，改進(jìn)后的裝置在各主要部分的協(xié)調(diào)配合下，有效避免了轉(zhuǎn)載機(jī)伸縮機(jī)頭與皮帶運(yùn)輸機(jī)伸縮機(jī)尾之間的摩擦，保證了刮板輸送機(jī)的良好運(yùn)行。該裝置位于刮板轉(zhuǎn)載機(jī)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(guò)螺栓與底座相連接，然后是托架，在托架的右側(cè)設(shè)計(jì)有一個(gè)座板，該座板是用來(lái)安裝液壓系統(tǒng)閥門的，當(dāng)與懸空段的中間槽進(jìn)行安裝時(shí)，首先將其一側(cè)插入托架與底板之間，然后利用螺栓將壓板和托架聯(lián)系起來(lái)，此時(shí)就將中間槽的底板固定到了該裝置中，從而當(dāng)液壓系縮轉(zhuǎn)載機(jī)的抬升裝置示

7、意圖統(tǒng)發(fā)生上升或下降后，推移缸可以隨之移動(dòng)，并進(jìn)行高度上的微小調(diào)整。此外由于該裝置操作簡(jiǎn)單，安裝步驟少，還減輕了工作人員的負(fù)擔(dān)，提高了井下機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化程度。其中經(jīng)過(guò)優(yōu)化改造后的可伸縮轉(zhuǎn)載機(jī)的抬升裝置如圖１所示，整個(gè)裝置的油缸推力為３８６ｋＮ，工作壓力為３２ＭＰａ，拉力為２０８ｋＮ，行程為７００ｍ。?。?３易拆卸活動(dòng)電纜架的改造設(shè)計(jì)。在煤礦井下進(jìn)行施工時(shí)，電纜的安裝常常雜亂無(wú)序，往往會(huì)出現(xiàn)布置不合理的情況，這在刮板轉(zhuǎn)載機(jī)中也會(huì)發(fā)生，為了解決這一問(wèn)題，對(duì)電纜架進(jìn)行了優(yōu)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(gè)裝置位于轉(zhuǎn)載機(jī)封底板的上方，其電纜位于中部槽上

8、。該電纜架示意圖如圖２所示，從圖中可以看出，整個(gè)電纜架分為兩層，可以用來(lái)放置兩種不同作用的電纜，其中下架體底板上設(shè)置有開(kāi)孔，該孔在彈簧銷的作用下將封底板與電纜架聯(lián)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(jìn)行電纜的布置時(shí)，通常將活動(dòng)電纜架與電纜鉤配合使用，并根據(jù)實(shí)際的情況，從電纜的走向出發(fā)進(jìn)行電纜線的布設(shè)，在這樣的形式下，可以實(shí)現(xiàn)電纜線的靈活安裝，且便于工人進(jìn)行拆卸作業(yè)。２.４機(jī)頭端動(dòng)力部以及懸空段中部槽的改造設(shè)計(jì)。由于刮板轉(zhuǎn)載機(jī)的動(dòng)力部質(zhì)量比較大，而機(jī)頭端的支撐力又不足，在這種情況下，為了伸縮機(jī)頭能夠進(jìn)行良好的移動(dòng)，對(duì)擋煤板進(jìn)行了優(yōu)化改造，將其設(shè)計(jì)成了可以自動(dòng)調(diào)節(jié)高度的形式。具體的

9、技術(shù)改造方法為：在轉(zhuǎn)載機(jī)驅(qū)動(dòng)部的連接罩下方位置處增設(shè)了可伸縮轉(zhuǎn)載機(jī)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(shè)計(jì)了支撐座，同時(shí)將擋煤板與掛板之間的連接方式設(shè)計(jì)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(shè)置了法蘭連接板。 ３制造維修技術(shù)的改造 針對(duì)刮板轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭機(jī)尾磨損程度大的問(wèn)題，對(duì)其焊接方式進(jìn)行了改造，首先采用了耐磨性能較強(qiáng)的板材進(jìn)行焊接，其次焊絲也改為德國(guó)進(jìn)口的卡斯特林焊絲，且為了進(jìn)一步加強(qiáng)其耐磨性，還使用了激光熔覆技術(shù)來(lái)進(jìn)行表面耐磨處理［８－９］；而對(duì)于中部槽來(lái)說(shuō)，為了確保中板的焊接質(zhì)量，其焊接的形式為塞焊，并在中板的表面增

10、設(shè)了耐磨鋼板，且該鋼板是通過(guò)整體沖壓一次成型的；中板的上沿在運(yùn)行過(guò)程中也易發(fā)生磨損，在對(duì)其進(jìn)行修復(fù)時(shí)，所采用的角焊縫的焊接形式，同時(shí)進(jìn)行了激光熔覆處理；此外對(duì)于聯(lián)接件與動(dòng)力部的修復(fù)來(lái)說(shuō)，首先需要對(duì)啞鈴銷以及減速器、電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部零件進(jìn)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(yán)重，則需進(jìn)行重新更換；若磨損不太嚴(yán)重，則需對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢查，對(duì)于啞鈴銷來(lái)說(shuō)，當(dāng)拉伸量不超過(guò)３％時(shí)可以進(jìn)行修補(bǔ)，超過(guò)３％時(shí)必須報(bào)廢更換，對(duì)于減速器和電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)也是如此，一旦內(nèi)孔磨損量過(guò)大，則必須更換新的部件，更換完畢后，重新組裝進(jìn)行開(kāi)機(jī)測(cè)試，以保證轉(zhuǎn)載機(jī)的正常運(yùn)行。 ４改造效果分析 通過(guò)上述

11、優(yōu)化改造后的刮板轉(zhuǎn)載機(jī)在正常運(yùn)行狀態(tài)下，減輕了各主要零部件之間的摩擦和損耗，且通過(guò)對(duì)可伸縮轉(zhuǎn)載機(jī)抬升裝置以及易拆卸活動(dòng)電纜的改造設(shè)計(jì)，使轉(zhuǎn)載機(jī)支撐力不足的問(wèn)題得到了解決，同時(shí)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(dòng)強(qiáng)度，不僅減少了刮板轉(zhuǎn)載機(jī)的使用和維修成本，還延長(zhǎng)了轉(zhuǎn)載機(jī)的使用壽命，在煤礦井下得到了廣泛的應(yīng)用。 ５結(jié)束語(yǔ) 刮板轉(zhuǎn)載機(jī)在煤礦井下的安全生產(chǎn)中有著舉足輕重的作用，為了保證其在正常生產(chǎn)中的穩(wěn)定運(yùn)行，針對(duì)轉(zhuǎn)載機(jī)結(jié)構(gòu)以及維修技術(shù)上存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析研究，并作出了相應(yīng)的優(yōu)化改造，通過(guò)這些改造措施，刮板轉(zhuǎn)載機(jī)的運(yùn)行效率得到了大大提高，不僅解決了轉(zhuǎn)載機(jī)磨損、中部槽漏煤、電纜分布不合理、動(dòng)力部支撐力不足等的問(wèn)題，還加強(qiáng)了刮板轉(zhuǎn)載機(jī)的維修保養(yǎng)，在為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，還為其他礦井解決這類問(wèn)題提供了思路和途徑。 4