徐魁

（淮南礦業(yè)集團設備租賃分公司 安徽省 淮南市 232098）

一、概述

太重煤機生產(chǎn)的MG750/1715-WD采煤機是集團公司各礦厚煤層工作面主力機型，采煤機總體使用反應良好。但其機身連接強度、行走箱使用壽命方面仍有不足之處。為了讓MG750/1715-WD采煤機更好適應淮南礦區(qū)復雜地質(zhì)條件，在張集礦的大力配合下，我們對MG750/1715-WD采煤機局部結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設計，依托張集礦綜機工區(qū)自身加工能力，對部件進行加工、改造，在很少的投入情況下取得了很好的使用效果，在全集團公司具有推廣意義。而且優(yōu)化設計方案也得到太重煤機從研發(fā)、設計到工藝、生產(chǎn)部門一致認可，主機架連接加強設計、行走箱定位銷蓋板加強設計已全面太重新煤機中得到應用，并得到了很好的使用效果反饋，行走箱防塵設計也此基礎上得到啟發(fā)，正在研發(fā)全面解決方案。

二、優(yōu)化設計方案提出與解決方法

（一）主機架連接加強設計

1、存在問題

根據(jù)各礦反饋，MG750/1715-WD采煤機主機架連接螺栓經(jīng)常出現(xiàn)螺栓松動、斷裂情況，影響了整機的穩(wěn)定性。

我們查閱圖紙發(fā)現(xiàn)，此采煤機牽引部與主機架采用定位銷+普通螺栓縫合連接方式。井下回采過程中，由于淮南礦區(qū)工作面地質(zhì)條件復雜，過斷層情況時有發(fā)生，不可避免出現(xiàn)采煤機機身劇烈震動的情況，從而導致采煤機運行一段時間后容易出現(xiàn)螺栓松動情況，如不及時緊固處理，連接螺栓極易被切斷，引起事故。

2、優(yōu)化設計方案

為解決此缺陷，在翻閱各家采煤機圖紙、選取張集礦機電修配中心實地考察研究后，我們思考可以同時借鑒德國艾柯夫和美國久益采煤機機架連接方式，采用兩種連接方式相結(jié)合的方法即：

（1）采煤機上部牽引箱上方加裝兩根圓拉桿（原雞西MG610/1400-WD采煤機拉桿）+液壓螺母鎖緊方式；

（2）采煤機下部左右內(nèi)牽引及主機架縫合面加焊加強筋并打通孔進行螺栓縫合的形式進行進一步縫合強度，如圖1所示。

（二）行走箱優(yōu)化設計

1、行走箱蓋板定位銷改進

（1）存在的問題

太重煤機MG750/1715-WD采煤機行走箱蓋板通過6個定位銷固定，在使用過程中多次出現(xiàn)該部位定位銷軸彎曲甚至斷裂現(xiàn)象，井下不容易發(fā)現(xiàn)，處理也十分困難。

經(jīng)過現(xiàn)場勘查，發(fā)現(xiàn)導致該定位銷失效是由于設計存在缺陷引起。此定位銷設計初衷是為了在保持定位功能的前提下方便拆卸，所以該銷上部設計成菱形斷面。

在實際使用過程中，由于定位銷與蓋板接觸的只有上半部兩段小圓弧，

受力部位接觸面積小、壓強大，定位功能容易失效，引起外牽引蓋板徑向竄動，使驅(qū)動輪、惰輪等不能正常嚙合，造成打齒、軸承落架。如不及時更換，導致整個行走箱報廢。

（2）優(yōu)化設計方案

經(jīng)過研究驗算在征得廠家同意的情況下，在殼體所有定位銷孔位置及尺寸不變情況下，我們對定位銷進行改進：

將行走輪定位銷（直徑保持不變Φ80mm），總高度80mm（下部40mm圓柱，上部40mm菱形斷面）菱形銷，改為全長80mm圓柱銷；驅(qū)動輪及惰輪定位銷（直徑保持不變Φ40mm）總高度40mm（下部20mm圓柱，上部20mm菱形斷面）菱形銷，改為全長40mm圓柱銷。

此項更改增大了定位銷受力面積，大大提高了定位銷的整體強度，實際使用后也沒有出現(xiàn)拆裝困難情況。

2、行走箱驅(qū)動輪軸承防護改進

（1）存在問題

太重MG750/1715-WD采煤機外牽引驅(qū)動輪在升井檢修時，其軸承位置進入大量煤塵，導致軸承異常磨損，降低其使用壽命。

經(jīng)多次研究及圖紙比對，我們發(fā)現(xiàn)煤塵在此累積的主要原因是由于此部位驅(qū)動輪軸承前端呈開放式，沒有任何防護措施，致使驅(qū)動輪軸承在行走過程中極易吸附煤塵，如圖2所示。

（2）優(yōu)化設計方案

為加強驅(qū)動輪軸承防護，延長其使用壽命，我們在兩個軸承前端空隙位置各增加了一個材質(zhì)為羊毛氈的防塵墊，該墊的主要作用為防止煤塵進入軸承。與此同時，當對軸承進行加油操作時，若加油量過多，多余油脂可以擠壓防塵墊，從而使墊與軸承之間形成的小縫隙流出，停止加油后，由于油脂的吸附作用，防塵墊又緊緊貼住軸承前端，仍然有防止煤塵進入的作用。

三、總體使用效果及經(jīng)濟性分析

（一）使用效果對比分析

1、改進前采煤機使用情況

未做上述改進前MG750/1715-WD采煤機機身連接和行走箱部位是其最薄弱環(huán)節(jié)，即使每班重點對其進行檢修，也難免會出現(xiàn)事故影響工作面正?；夭?。

機身連接方面：采煤工作面一個原班必須派專人緊固機身縫合螺栓一次，否則螺栓松動。長時間運行煤機引起連接螺栓斷裂，造成煤機事故。若要處理好事故至少需要1-2個原班，耗費大量人力、物力。

行走箱方面：因定位銷變形、失效導致回采一個工作面平均需要更換2-3個行走箱（井下條件限制，必須整體更換，升井維修），每次更換至少需一個檢修班時間。地面必須備用一臺行走箱，保證周轉(zhuǎn)，綜機工區(qū)在備件齊備情況下，維修損壞行走箱至少一周時間。

2、改進后使用效果

實際使用效果才是檢驗改造是否成功的唯一衡量標準，2015年4月改進的后MG750/1715-WD采煤機在張集礦1155（3）使用，2015年10月回采完畢，7個月共回采550米。張集礦綜采二隊反饋情況如下：

回采期間機身連接強度得到顯著加強，液壓螺母緊固到位后，縫合螺栓由每原班緊固一次，變?yōu)橐恢軝z修一次，期間沒有出現(xiàn)斷螺栓事故。采煤機整體穩(wěn)定性提升的同時大大減少檢修人員檢修時間和勞動強度。

行走箱整個回采期間運行平穩(wěn)，定位銷牢固、可靠。徹底解決了因定位銷強度不夠而引起的定位失效，造成行走箱內(nèi)部齒輪損壞事故。設備升井后，檢查驅(qū)動輪軸承沒有出現(xiàn)異常磨損現(xiàn)象，軸承可以再次使用。大大節(jié)約備件成本，提高回采效率、減輕勞動強度，受到采區(qū)一致好評。

（二）優(yōu)化設計后經(jīng)濟性分析

本次優(yōu)化設計最大亮點在于我們利用自身加工能力，利用現(xiàn)有材料、配件，在投入總改造費約為2509元（明細見表1）情況下，徹底解決生產(chǎn)中的實際問題，不但減輕了生產(chǎn)單位工人勞動強度、減少故障處理時間，而且一個工作面至少節(jié)省材料費20萬元以上，更得到采煤機廠家的認可和借鑒。

具體經(jīng)濟性分析如下：

機身連接方面：設備改造前，MG750/1715-WD機身連接需每個原班都需緊固，大大增加檢修班檢修強度。如果造成螺栓斷裂、機身被脫開，雖然螺栓單價不高，直接經(jīng)濟損失較少，但井下處理十分困難，造成至少一個原班不能生產(chǎn)，間接經(jīng)濟損失不可估量。

行走箱方面：設備改造前，MG750/1715-WD采煤機平均一個面需更換2-3次行走箱，維修一次至少需更換驅(qū)動輪軸承、惰輪組件、中蓋、上蓋等備件各一套，總花費為52395元。如殼體變形則必須更換行走箱外外殼（62179元），則共花費114574元。如按照一個面更換2次計算，僅行走箱維修一項能夠減少經(jīng)濟損失約20萬元。

因井下條件限制，無法更換配件，損壞行走箱必須整體更換，地面維修。因此礦至少需自購一臺行走箱組件（410659元）生產(chǎn)備用。以上改進顯示出十分可觀的經(jīng)濟效益。

四、總結(jié)

通過對MG750/1715-WD采煤機的機身連接和行走箱結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計，使該煤機穩(wěn)定性有了很大的提高，故障率明顯降低。并且在張集礦1155（3）工作面得到成功應用。得到使用單位的認可和主機廠家設計部門的高度重視。在目前經(jīng)濟形式下，僅投入2500元左右的費用，每個面就將減少直接維修費用約20萬元；一臺煤機至少減少一個備用行走箱（41萬元）費用投入。如考慮煤機故障影響的產(chǎn)量及處理事故等間接損失，則改進后的經(jīng)濟效果更加突出。