鄧竹琴

(西山煤電集團(tuán)公司 機(jī)電廠，山西 太原 030053)

·技術(shù)經(jīng)驗(yàn)·

基于采煤機(jī)連接松動(dòng)的系列設(shè)計(jì)

鄧竹琴

(西山煤電集團(tuán)公司 機(jī)電廠，山西 太原 030053)

基于采煤機(jī)搖臂殼體連接電機(jī)處經(jīng)常松動(dòng)損壞及采煤機(jī)連接鉸軸處經(jīng)常松動(dòng)脫落，分別提出了修復(fù)設(shè)計(jì)方案。方案實(shí)施后，均達(dá)到了預(yù)期效果，效益顯著，值得推廣，該設(shè)計(jì)可為其他采煤機(jī)修復(fù)提供一種新方法。

采煤機(jī)；搖臂殼體連接電機(jī)處；松動(dòng)損壞鉸軸連接處

目前，綜采工作面使用的電牽引采煤機(jī)特點(diǎn)是能適用于煤質(zhì)中硬或硬的綜采工作面，采用交流變頻調(diào)速、擺線輪銷(xiāo)軌式牽引系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)緊湊，滿足高產(chǎn)、高效工作面的需要。上海創(chuàng)立600電牽引采煤機(jī)現(xiàn)為西山煤電采掘工作面的主要采煤設(shè)備。在采煤過(guò)程中，由于井下的特殊作業(yè)環(huán)境，工作狀況比較惡劣，采煤時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到巖石，采煤機(jī)各個(gè)部件連接處受到不均勻的載荷沖擊，經(jīng)常松動(dòng)，尤其采煤機(jī)搖臂殼體連接固定電機(jī)的螺栓孔經(jīng)常松動(dòng)損壞，采煤機(jī)鉸軸連接處也常常松動(dòng)脫落。于是針對(duì)采煤機(jī)搖臂殼體連接固定電機(jī)的螺栓孔松動(dòng)損壞，提出了設(shè)計(jì)模具的修復(fù)思路并予以實(shí)施，對(duì)使用模具修復(fù)的采煤機(jī)搖臂殼體進(jìn)行效益分析；針對(duì)采煤機(jī)鉸軸的松動(dòng)脫落，通過(guò)實(shí)際研究進(jìn)行了防松裝置的設(shè)計(jì)，并對(duì)設(shè)計(jì)的防松裝置進(jìn)行效益分析。具體方案如下：

1 設(shè)計(jì)使用模具修復(fù)采煤機(jī)搖臂殼體的連接松動(dòng)

1.1 修復(fù)思路

采煤機(jī)工作時(shí)，搖臂是主要工作部件，該部件能否穩(wěn)定工作影響到煤礦的效益，所以搖臂傳動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性非常重要。搖臂為主要受力件，在井下?lián)u臂受到的反作用力較大，一部分切割反力作用在采煤機(jī)搖臂殼體上，導(dǎo)致?lián)u臂殼體上固定電機(jī)的螺栓孔不到一個(gè)檢修周期有的成橢圓形，有的已經(jīng)損壞。如果固定電機(jī)的螺栓孔松動(dòng)，那么電機(jī)在工作中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)現(xiàn)象，這時(shí)候如果不及時(shí)檢修處理就會(huì)導(dǎo)致電機(jī)軸與一軸的齒輪打齒損壞，導(dǎo)致整套搖臂齒輪打齒損壞，后果非常嚴(yán)重。搖臂的傳動(dòng)系統(tǒng)要有很高的穩(wěn)定性，才能保證采煤機(jī)正常工作，不影響煤礦井采量。所以電機(jī)松動(dòng)后需要及時(shí)出井檢修，如果返回原廠處理不僅成本高而且周期長(zhǎng)，為了降低生產(chǎn)成本和節(jié)約維修時(shí)間，提出了對(duì)搖臂殼體進(jìn)行修復(fù)設(shè)計(jì)方案。

在原設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行搖臂殼體的修復(fù)利用，修復(fù)周期短、效率高，為井下的安全快速采煤提供保障，并節(jié)約維修費(fèi)用。若有一個(gè)電機(jī)固定螺孔模具，不僅保持了原設(shè)計(jì)尺寸，而且在原基礎(chǔ)上把螺栓孔加深，使強(qiáng)度增加，確保修復(fù)質(zhì)量。

首先制作一個(gè)電機(jī)固定螺孔模具，內(nèi)徑為搖臂殼體的電機(jī)孔，外徑為搖臂電機(jī)部位殼體外徑。搖臂殼體示意圖見(jiàn)圖1.

圖1 搖臂殼體示意圖

利用電機(jī)固定螺孔模具對(duì)搖臂殼體固定電機(jī)的部位進(jìn)行錯(cuò)位打孔套扣，并把損壞多余的螺栓孔添平，打磨平整。

1.2 修復(fù)方法

1.2.1 制作電機(jī)固定螺孔模具

材料：Q235A或錳板。電機(jī)固定螺孔模具示意圖見(jiàn)圖2. 模具按照制造工藝進(jìn)行。

圖2 電機(jī)固定螺孔模具示意圖

1.2.2 使用模具修復(fù)搖臂殼體的步驟

1) 搖臂殼體內(nèi)外清洗干凈，內(nèi)部零件必須拆除，支穩(wěn)墊平放在搖臂鉆床工作部位。

2) 把電機(jī)固定螺孔模具放在搖臂電機(jī)孔上，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使新的螺栓孔在原螺栓孔中間位置即可。

3) 鎖緊4個(gè)定位螺釘，安裝合適的鉆頭鉆出螺紋底孔，套M16的螺扣，孔深60 mm.

4) 套完孔一定要把孔內(nèi)的鐵屑取盡，并把多余損壞的螺孔添平補(bǔ)齊。

1.3 經(jīng)濟(jì)效益

1) 返回原廠修復(fù)一件搖臂殼體電機(jī)孔需18 500元，而使用電機(jī)固定螺孔模具及時(shí)修復(fù)一件的費(fèi)用為2 400元(含人工、材料)，節(jié)約費(fèi)用為：18 500-2 400=16 100元。

2) 若不及時(shí)修復(fù)，導(dǎo)致?lián)u臂整體損壞需要維修費(fèi)用25萬(wàn)元左右，甚至更高。那么至少節(jié)約25萬(wàn)元.

3) 返回原廠修復(fù)一件搖臂殼體電機(jī)孔最短為15天，若在本廠修復(fù)需2天，直接節(jié)省13天，按一天采煤的產(chǎn)值500萬(wàn)元計(jì)算，則：13×500=6 500萬(wàn)元。及時(shí)修復(fù)一件搖臂殼體電機(jī)孔可以創(chuàng)造產(chǎn)值 6 500萬(wàn)元。

若一年修復(fù)搖臂20件，那么年增產(chǎn)值20×(1.61+25+6 500)=130 532萬(wàn)元。經(jīng)濟(jì)效益巨大。

1.4 小 結(jié)

在目前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)放緩，煤炭需求遞減的情況下，節(jié)約維修成本顯得尤為重要。在創(chuàng)力600采機(jī)搖臂殼體修復(fù)利用中，通過(guò)與使用單位的溝通與信息反饋，效果良好，不僅節(jié)約了維修成本，且滿足了生產(chǎn)的需要，還受到用戶(hù)的一致好評(píng)，修復(fù)的搖臂殼體比原設(shè)計(jì)的強(qiáng)度更高，同時(shí)，也為其他類(lèi)型采煤機(jī)提供了一種新的修復(fù)思路和方法。

2 采煤機(jī)鉸軸連接處防松裝置的設(shè)計(jì)

2.1 防松裝置的設(shè)計(jì)思路

西山煤電集團(tuán)公司主要采用創(chuàng)力采煤機(jī)，在原設(shè)計(jì)時(shí)，未對(duì)鉸軸的松動(dòng)脫落進(jìn)行實(shí)際研究，只是理論上進(jìn)行定位防松。但在實(shí)際的井下工作環(huán)境中，由于負(fù)載的不均勻性，工作狀況的復(fù)雜性，原來(lái)采煤機(jī)所使用的壓板和螺栓的強(qiáng)度不夠，壓板面積太小，而鉸軸較大，在工作中鉸軸承壓也比較大，導(dǎo)致鉸軸的定位不起作用，螺絲斷裂，鉸軸經(jīng)常松動(dòng)脫落，導(dǎo)致鉸軸和鉸軸孔變形損壞，故障頻繁發(fā)生，嚴(yán)重影響井下的正常生產(chǎn)。

根據(jù)使用和檢修經(jīng)驗(yàn)及可行性分析，提出一套方案并在工作中反復(fù)驗(yàn)證：在不影響其原有性能的同時(shí)，鉸軸兩端增加2塊擋板，減小每根螺絲的受力大小及原來(lái)?yè)醢逅惺艿膲毫ΑＲ?jiàn)圖3.

圖3 鉸軸示意圖

2.2 防松裝置的設(shè)計(jì)方法

在原有舊擋板上疊加一塊280 mm×100 mm的長(zhǎng)方形新?lián)醢?，?jiàn)圖4. 鉸軸另一端增加一塊d200 mm的圓擋板，見(jiàn)圖5. 根據(jù)圓面積計(jì)算公式，原擋板與銷(xiāo)軸的接觸面積S1=2 856 mm. 增加新?lián)醢搴?，新?lián)醢迮c銷(xiāo)軸的接觸面積S2=11 204+7 850=19 054 mm.S2/S1=6.7，新接觸面積約為原來(lái)的7倍。根據(jù)P=F/S即可知，新壓強(qiáng)減少為原來(lái)的1/7.

圖4 新?lián)醢鍓号f擋板示意圖

圖5 圓擋板示意圖

首先，增加2塊新?lián)醢搴?，其所受壓?qiáng)大幅減少。其次，新?lián)醢鍝Q用4條M16的螺絲，另一端圓擋板中心采用一條M18的螺絲，既增加了螺絲的強(qiáng)度，又將每根螺絲所受壓強(qiáng)減少為原來(lái)的1/7.

2.3 經(jīng)濟(jì)效益

增加防松裝置后修復(fù)每臺(tái)采煤機(jī)至少節(jié)省檢修

成本1.6萬(wàn)元，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，提高了原煤產(chǎn)量，一天采煤產(chǎn)值為500萬(wàn)元。

若每年修理創(chuàng)力采機(jī)20臺(tái)，則年增創(chuàng)效益：20×(5 000+1.6)=110 032萬(wàn)元。若修復(fù)數(shù)量大，可創(chuàng)造較大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 小 結(jié)

在采煤機(jī)工作中，鉸軸受到的沖擊載荷過(guò)大時(shí)，該套防松裝置能有效地保護(hù)好鉸軸和鉸軸孔，起到了保護(hù)傳動(dòng)系統(tǒng)的作用，提高了整套設(shè)備的可靠性。此項(xiàng)設(shè)計(jì)也可用于同類(lèi)型采煤機(jī)的維修，既可以增加經(jīng)濟(jì)效益，也可以提高井下的生產(chǎn)安全系數(shù)。

當(dāng)采煤機(jī)工作時(shí)，由于采煤機(jī)殼體間的連接處經(jīng)常松動(dòng)，所以正在對(duì)殼體間連接處的松動(dòng)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，希望這項(xiàng)革新能盡快在生產(chǎn)中得到應(yīng)用。

3 結(jié)束語(yǔ)

以上基于采煤機(jī)連接松動(dòng)的系列設(shè)計(jì)，通過(guò)實(shí)施后取得了較好的效果，節(jié)約了維修成本，降低了維修率，提高了采煤機(jī)的維修質(zhì)量；降低了事故率，提高了煤礦產(chǎn)量。既保證了井下的生產(chǎn)安全，也為企業(yè)創(chuàng)造了較高的經(jīng)濟(jì)效益。上述項(xiàng)目設(shè)計(jì)可以推廣使用于其他創(chuàng)力機(jī)型。

[1] 叢日永.采煤機(jī)截割部新型傳動(dòng)保護(hù)裝置[J].煤礦機(jī)械，2013(6):151-152.

[2] 史仁貴.采煤機(jī)搖臂殼體的深孔加工工藝方法[J].煤礦機(jī)械，2016(7):100-101.

Improved Design in Optimization of Shearer in Loose Joint

DENG Zhuqin

Due to frequent occurrence of loose and breakdown at the joint of hinge or between rocker arm and motor, the paper puts forward a series designing scheme for renovation. The implementation of the scheme shows that expected results have been achieved, the benefits are obvious, and it is worth popularizing.

Shearer; Joint between rocker arm and motor; Loosening and breakdown; Hinge

2016-11-26

鄧竹琴(1975—)，女，山西平遙人，1997年畢業(yè)于太原理工大學(xué)，工程師，主要從事掘進(jìn)機(jī)采煤機(jī)等礦山設(shè)備的維修、制造工作

(E-mail)18503517306@163.com

TD421.6

B

1672-0652(2017)01-0004-03