王 捷 王志全

0 引言

同煤集團(tuán)馬脊梁礦可采煤層厚度為1.5 m～3.5 m，且煤質(zhì)較硬。2010 年購(gòu)置MG300/700-AWD 型無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)與SGZ-830/630 型運(yùn)輸機(jī)、ZZS6000 型液壓支架配套，用于開(kāi)采煤層厚度1.8 m～3.3 m 的工作面。該采煤機(jī)無(wú)底托架，機(jī)身有三大件：左右行走減速箱與中間框架及采煤機(jī)截割電機(jī)均是橫向布置，直接安裝在搖臂減速箱的采空區(qū)側(cè)，與傳統(tǒng)的電機(jī)縱向布置的采煤機(jī)相比沒(méi)有采用固定減速箱、搖臂回轉(zhuǎn)套、螺旋錐齒輪等復(fù)雜的通軸結(jié)構(gòu)，裝機(jī)功率大，傳動(dòng)效率高、機(jī)身薄、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。通過(guò)在馬脊梁礦井下實(shí)際使用發(fā)現(xiàn)了采煤機(jī)存在左右行走減速箱與中間框架三件連接處連接性能差和穩(wěn)裝難的問(wèn)題，對(duì)存在的問(wèn)題做了有針對(duì)性的改進(jìn)，保證了設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1 存在的問(wèn)題

（1）采煤機(jī)左右行走減速箱與中間框架連接處原采用高強(qiáng)度液壓螺栓連接，截割振動(dòng)經(jīng)常使采煤機(jī)左右行走減速箱與中間框架三件連接處連接性能差螺栓易松動(dòng)，井下現(xiàn)場(chǎng)檢修時(shí)緊固和拆卸液壓螺母十分不便，后改用高強(qiáng)度止松螺母，檢修維護(hù)方便，雖加強(qiáng)了緊固，但仍不能消除螺栓松動(dòng)問(wèn)題。

（2）該機(jī)組無(wú)底托架穩(wěn)裝時(shí)比較難以穩(wěn)設(shè)，延誤準(zhǔn)備時(shí)間。

2 采取的技術(shù)對(duì)策

2.1 減速箱與中間柜架之間增加緊固裝置

對(duì)于采煤機(jī)左右行走減速箱與中間柜架三件連接性能差連接處聯(lián)接螺栓容易松動(dòng)，造成采煤機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定的難題，由于采煤機(jī)截割反力、調(diào)高油缸支承反力、行走反力均由行走減速箱體承受，不需要通過(guò)螺栓連接環(huán)節(jié)[1]。因此把采煤機(jī)簡(jiǎn)化成一剛體，左右行走減速箱下的支撐滑靴簡(jiǎn)化為支座（見(jiàn)圖1）。

圖1 采煤機(jī)滾筒轉(zhuǎn)向與垂直截割反力示意

采煤機(jī)受力有：兩滾筒的截割反力（可分解為：水平截割反力、垂直截割反力）、牽引力與行走阻力。作用在剛體上的空間力系其平衡的充要條件是力系主矢R=0，且對(duì)任意點(diǎn)的主矩M0=0。以上是靜力分析，但采煤機(jī)勻速割煤時(shí)兩滾筒承受水平方向（垂直于煤壁）和垂直方向的截割反力是變化的動(dòng)載荷，這是產(chǎn)生振動(dòng)的根本原因。連接性能差主要是采煤機(jī)割煤時(shí)截割反力使行走減速箱振動(dòng)所致（見(jiàn)圖2）。

圖2 采煤機(jī)受力分析簡(jiǎn)圖

原采煤機(jī)行走減速箱與中間框架采用使用7 條M36×3×240 mm 螺栓、2 條M48×3×3 910 mm 螺栓和1 條M42×3×3 970 mm 螺栓緊固（見(jiàn)圖3）

圖3 行走減速箱連接面螺栓布置示意

其緊固力承受不了截割動(dòng)載，解決的方法是增強(qiáng)采煤機(jī)左右行走減速箱與中間柜架連接處連接緊固力，在連接箱體上端增加連接螺栓。經(jīng)分析決定在采煤機(jī)左右行走減速箱與中間柜架連接處的上端面焊加強(qiáng)螺栓緊固裝置。

根據(jù)連接面周邊的結(jié)構(gòu)，如在連接面箱體的兩側(cè)及下部增加連接螺栓，受空間所限維修、維護(hù)也不方便。在不影響原連接處連接螺栓的緊固和拆卸，以及各箱體打開(kāi)上蓋板檢修維護(hù)的情況下，在MG300/700-AWD 型采煤機(jī)左右行走減速箱與中間柜架連接處的連接上端面焊接2×4 組緊固裝置，裝置尺寸為用120 mm×100 mm×40 mm 的鋼板中間打Φ40 的孔，用M36×3×360 mm 螺栓緊固(見(jiàn)圖4），通過(guò)加強(qiáng)緊固螺栓，增強(qiáng)了采煤機(jī)的機(jī)身剛度，解決了連接螺栓易松動(dòng)問(wèn)題，提高了機(jī)身整體連接性能。

2.2 采煤機(jī)穩(wěn)裝工藝的改革

根據(jù)我礦井下巷道和準(zhǔn)備工作面斷面情況，把MG300/700-AWD 采煤機(jī)拆分成7 件，左右行走減速箱、中間框架、左右搖臂、左右截割滾筒。由于該機(jī)組無(wú)底托架，左右行走減速箱、中間框架穩(wěn)裝時(shí)難度較大，如還使用原來(lái)的穩(wěn)裝工藝，或采取措施不當(dāng)，不僅延誤工時(shí)還會(huì)損壞設(shè)備，存在不安全的隱患。所以穩(wěn)裝工藝必須改革，對(duì)機(jī)組開(kāi)幫的工作面，在工作面尾部煤壁，開(kāi)一長(zhǎng)度為20 m×寬1.2 m×采高的穩(wěn)機(jī)組壁龕，在工作面切眼靠煤壁側(cè)運(yùn)輸機(jī)上方頂板從尾向頭方向20 m 內(nèi)，每隔3 m 打一組起吊錨索（或用錨索錨起吊梁），每組兩根錨索，錨索長(zhǎng)度根據(jù)工作面頂板巖性決定。

圖4 MG300/700-AWD 型交流電牽引采煤機(jī)加固裝置示意

當(dāng)運(yùn)輸機(jī)穩(wěn)設(shè)完成后(尾部15 節(jié)溜槽古塘側(cè)擋煤板不安裝，等采煤機(jī)穩(wěn)裝完后再安裝）將采煤機(jī)部件按次序用絞車(chē)?yán)矫罕趥?cè)運(yùn)輸機(jī)邊上，在頂板起吊錨索上掛好手拉葫蘆先將中間箱吊起在運(yùn)輸機(jī)溜槽上方，并用道木墊平，將連接面處螺栓桿穿入螺孔中，把距中間箱左右第三節(jié)溜子的齒軌取下，用手拉葫蘆將左右行走箱用吊到起，行走齒輪與齒軌嚙合，把行走箱采空區(qū)的滑靴套入齒軌，靠中間箱側(cè)用道木墊好，再慢慢移到中間箱并接到對(duì)口，用緊固螺栓鎖緊，把取下的溜子齒軌安裝好，再穩(wěn)裝左右搖臂、左右截割滾筒，穩(wěn)裝完安裝好拆下的擋煤板(見(jiàn)圖5)。

工作面撤退采煤機(jī)拆卸時(shí)先將工作面尾部及一節(jié)溜子拆去，在采煤機(jī)左右行走減速箱、中間框架下方墊道木，拆開(kāi)左左右行走減速箱、中間框架、左右搖臂、左右截割滾筒的連接螺栓，然后用絞車(chē)將采煤機(jī)拆分件拉離。

圖5 綜采準(zhǔn)備工作面機(jī)組、支架、重型運(yùn)輸機(jī)穩(wěn)裝示意

3 實(shí)際應(yīng)用情況

焊接2×4 組緊固裝置徹底解決了MG300/700-AWD 型采煤機(jī)左右行走減速箱與中間框架三件連接處連接性能差的問(wèn)題；穩(wěn)裝工藝的改革提高了工時(shí)利用，原來(lái)穩(wěn)裝采煤機(jī)6 個(gè)人3 個(gè)班才能穩(wěn)裝完，現(xiàn)在6 個(gè)人一個(gè)班就可穩(wěn)裝完。縮短了準(zhǔn)備時(shí)間，解決了MG300/700-AWD 采煤機(jī)穩(wěn)裝難的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)30 多個(gè)綜采工作面的實(shí)踐表明，工藝改革后的采煤機(jī)適應(yīng)綜采工作面正常的開(kāi)采，經(jīng)過(guò)井下近四年的實(shí)際使用效果良好。

[1]路俊達(dá).MG300/700-AWD 型交流電牽引采煤機(jī)的技術(shù)改進(jìn)[J].山東煤炭科技，2015 (10)：15-25.