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

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1、 刮板轉(zhuǎn)載機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計分析 摘要：煤礦井下工況惡劣，刮板轉(zhuǎn)載機(jī)受結(jié)構(gòu)缺陷、維修問題的影響，往往會發(fā)生故障，影響煤炭輸送。為消除這一問題，從轉(zhuǎn)載機(jī)存在問題、改造方案、應(yīng)用效果等方面進(jìn)行探討，對轉(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)計改造。經(jīng)過改造后轉(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)實現(xiàn)了機(jī)械化和自動化，在煤礦開采以及運(yùn)輸?shù)倪^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，這一過程都是沿著刮板輸送機(jī)上的刮板鏈進(jìn)行的，該過程完成后，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，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)動而進(jìn)行整體的移動，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］。但是在實際應(yīng)用過程中，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)行中存在的問題 １.１結(jié)構(gòu)上存在的問題。在對煤炭進(jìn)行運(yùn)輸?shù)倪^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)頭部和動力裝置部分的重力比較大，在使用時會造成機(jī)頭端的支撐力不夠，同時當(dāng)轉(zhuǎn)載機(jī)的機(jī)頭與皮帶運(yùn)輸機(jī)的機(jī)尾在伸縮過程發(fā)生擠壓時，會導(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所采用的鋼板耐磨性不高，且在對蓋板、擋板以及聯(lián)接件等進(jìn)行修復(fù)時處理不及時，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)行的危險性［４］；除此之外，沒有及時清洗動力部內(nèi)部的各部件，且未及時掌握其軸承等的潤滑情況，致使?jié)櫥腿笔?，磨損加重。 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。由于刮板輸送機(jī)原有擋煤板的連接護(hù)板經(jīng)常會在煤塊的沖擊下發(fā)生脫落，所以為了提高連接護(hù)板的焊接強(qiáng)度，對該連接護(hù)板的焊接口進(jìn)行了改進(jìn)，將原來的４ｍｍ的坡口焊改成了現(xiàn)在的８ｍｍ的坡口焊，通過這一改進(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)計成了圓弧形，不僅實現(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。為了解決刮板轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭端支撐力不夠的問題，對可伸縮轉(zhuǎn)載機(jī)抬升裝置進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計，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，推移缸通過螺栓與底座相連接，然后是托架，在托架的右側(cè)設(shè)計有一個座板，該座板是用來安裝液壓系統(tǒng)閥門的，當(dāng)與懸空段的中間槽進(jìn)行安裝時，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，此時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，并進(jìn)行高度上的微小調(diào)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(fù)擔(dān)，提高了井下機(jī)械設(shè)備的自動化程度。其中經(jīng)過優(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易拆卸活動電纜架的改造設(shè)計。在煤礦井下進(jìn)行施工時，電纜的安裝常常雜亂無序，往往會出現(xiàn)布置不合理的情況，這在刮板轉(zhuǎn)載機(jī)中也會發(fā)生，為了解決這一問題，對電纜架進(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(shè)置有開孔，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，通常將活動電纜架與電纜鉤配合使用，并根據(jù)實際的情況，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)頭端動力部以及懸空段中部槽的改造設(shè)計。由于刮板轉(zhuǎn)載機(jī)的動力部質(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，對擋煤板進(jìn)行了優(yōu)化改造，將其設(shè)計成了可以自動調(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)計了支撐座，同時將擋煤板與掛板之間的連接方式設(shè)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(shè)置了法蘭連接板。 ３制造維修技術(shù)的改造 針對刮板轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭機(jī)尾磨損程度大的問題，對其焊接方式進(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)來進(jìn)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(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，且該鋼板是通過整體沖壓一次成型的；中板的上沿在運(yùn)行過程中也易發(fā)生磨損，在對其進(jìn)行修復(fù)時，所采用的角焊縫的焊接形式，同時進(jìn)行了激光熔覆處理；此外對于聯(lián)接件與動力部的修復(fù)來說，首先需要對啞鈴銷以及減速器、電動機(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，則需對其進(jìn)行質(zhì)量檢查，對于啞鈴銷來說，當(dāng)拉伸量不超過３％時可以進(jìn)行修補(bǔ)，超過３％時必須報廢更換，對于減速器和電動機(jī)來說也是如此，一旦內(nèi)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(jìn)行開機(jī)測試，以保證轉(zhuǎn)載機(jī)的正常運(yùn)行。 ４改造效果分析 通過上述

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，且通過對可伸縮轉(zhuǎn)載機(jī)抬升裝置以及易拆卸活動電纜的改造設(shè)計，使轉(zhuǎn)載機(jī)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(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 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，針對轉(zhuǎn)載機(jī)結(jié)構(gòu)以及維修技術(shù)上存在的問題進(jìn)行了分析研究，并作出了相應(yīng)的優(yōu)化改造，通過這些改造措施，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、動力部支撐力不足等的問題，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，還為其他礦井解決這類問題提供了思路和途徑。 4