摘 要：隨著科研經(jīng)濟的迅速發(fā)展，滾筒采煤機得到了不斷開發(fā)與創(chuàng)新，給我國大部分煤炭企業(yè)帶來了很大便利。滾筒采煤機是我國最近幾年來最具有代表性的采煤機型，是現(xiàn)代化煤炭企業(yè)高產(chǎn)、高效益的主要核心設(shè)備，它主要負責(zé)采煤過程中的裝煤與卸煤，是衡量采煤機性能的重要指標。由于地下條件艱苦復(fù)雜、地下周圍的工作環(huán)境惡劣，因此滾筒通常是采煤機最容易受到損壞的機械設(shè)備，所以提高采煤機滾筒的可靠性是我們當(dāng)前最值得關(guān)注的問題。

關(guān)鍵詞：采煤機滾筒；可靠性；分析

中圖分類號：TD421.6 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）27-0263-02

1 引 言

最近幾年，我國生產(chǎn)的采煤機滾筒強度性能都比較高，可用于截割硬度比較大及一些含矸含量比較高的煤層。第一次使用時，為了保證它的使用壽命、提高它的使用質(zhì)量、確保它的強度性能，盡量使它的截割范圍在7～12萬m之間，同時還要及時的對滾筒進行修補、監(jiān)測，因為每一次進行滾筒更換和修補，都需要消耗整個檢修班的大量時間，它的購買、運輸、修補也需要大量的人力物力。所以提高采煤機滾筒的可靠性可以在一定程度上延長滾筒的使用壽命，也可以提高煤炭企業(yè)的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益。接下來本文主要對采煤機滾筒的材料設(shè)計、工藝流程分析探討采煤機可能失效的因素，來提高采煤機滾筒運行的可靠性。

2 采煤機滾筒失效的運行狀態(tài)

當(dāng)滾筒出現(xiàn)失效損壞時，它就出現(xiàn)無法正常運行的狀態(tài)。接下來就分析滾筒失效時出現(xiàn)的運行狀態(tài)，希望真正使用時可以及時的發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)問題原因，在一定程度上可以減少資源、資金浪費。①長時間的使用，焊縫可能會出現(xiàn)開裂，截割齒輪的底座可能會出現(xiàn)斷裂及脫焊、發(fā)力的旋轉(zhuǎn)葉子與筒體之間的焊縫可能會出現(xiàn)開裂，引起這些損壞的主要原因是煤炭的硬度太大、基石含矸量太大，滾筒運行時遇到的阻力太大、截割強度太高，最終導(dǎo)致超負荷運行。②隨著長時間的使用，截割齒輪會被磨損脫落，然后引起螺旋葉片的尾部與煤層之間出現(xiàn)劇烈的摩擦，最后葉片受到損壞逐漸向裝煤的那一側(cè)傾斜，從而影響了裝煤的最佳效果。③采煤機滾筒有內(nèi)噴霧和外噴霧主要的作用是防止截割的時侯摩擦起熱出現(xiàn)火花，如果噴霧管路和噴霧孔出現(xiàn)異?；蚨氯?，噴霧的一切作用就會失效，可能會引起不可預(yù)測安全隱患。④采煤機滾筒的齒輪的尖端有一段性能比較強的合金，一旦它出現(xiàn)損壞和斷裂就會帶來巨大的損失和困擾。上面的敘述主要針對截齒和齒座分析的，截齒和齒座也是整個滾筒的主要組成部位，因此要加強對這幾個方面的管理力度，提高它們使用的可靠性。另外相關(guān)檢修部門規(guī)定如果截齒出現(xiàn)三個異常，需要重新?lián)Q置滾筒，否則整個采煤過程的效益大大降低。

3 采煤機滾筒出現(xiàn)損失的因素

3.1 滾筒的使用材料不合格

我國屬于發(fā)展中國家，滾筒的使用材料與其他發(fā)達國家相比比較單一，我國截割齒輪和筒體使用的材料是普通的碳素結(jié)構(gòu)鋼板，主要是由A3鋼制作成的，這種鋼板的強度性能和硬度都比較低，使用壽命比較短，很容易出現(xiàn)裂縫。對于國外的發(fā)達國家，他們使用的是優(yōu)質(zhì)的鋼板和低合金鋼板，其材料的結(jié)構(gòu)性能都比較好。對于我國使用的齒座材料，以35CrMnSiA鋼為主要使用材料，這種材料強度性能比較高、價格廉價，但是它不能承受沖擊力較大的施工工程、可焊性也比較低。因為目前我國齒座出現(xiàn)問題的概率占到了82.5～85.5%左右，所以我國齒座的使用材料是不合格的，最終導(dǎo)致截齒的槽孔磨損、截齒丟失，所以我國要提高齒座使用材料的質(zhì)量，減小它發(fā)生錯誤的概率，因此目前選擇合適的使用材料對采煤機滾筒是非常重要的。

3.2 設(shè)計上的欠缺

目前我國采煤機滾筒的種類比較單一，所以運用到不同硬度的煤層中必然會出現(xiàn)一些問題，因為一種采煤機滾筒是不可能適應(yīng)所以煤炭層的地質(zhì)條件，因此我國最好根據(jù)不同的煤層條件設(shè)計出適合的滾筒。一個滾筒的設(shè)計是否成功是由它的截割效果是否最佳、滾筒制造的可靠性、裝煤的效率是否最好等綜合考慮的。另外，截齒是滾筒進行工作時最重要的構(gòu)件，因為它主要的作用是截割煤層、粉碎煤層，因此它的合理設(shè)計在采煤機滾筒中起著至關(guān)重要的作用。它安裝位置和尺寸大小的設(shè)計決定著它的受力情況、采煤機的效率、影響著它的加工精度，否則截齒就會出現(xiàn)受力不均勻，超過截齒受力的最大限度就會引起截齒斷裂、丟失，最后影響采煤機的使用壽命。截齒還有一個不合理的設(shè)計是滾筒上截齒之間距離的安排太密集或太稀疏，對于一些硬度太高的煤層，齒座和截齒會出現(xiàn)開裂，導(dǎo)致滾筒使用壽命縮短、提前出現(xiàn)損壞。

3.3 制造過程劣質(zhì)

滾筒的所有部位大多都是焊接成的，如筒體、齒座、螺旋葉片及噴嘴等。但對它的制造過程進行設(shè)計時，制定的焊接流程沒有制定一套合理方案和一套合理標準，它的焊接方法也沒有充分考慮采煤的地質(zhì)條件、周圍的地質(zhì)環(huán)境，因此，制造過程劣質(zhì)造成焊接的過程中總是會出現(xiàn)一些紕漏，導(dǎo)致內(nèi)部出現(xiàn)裂開，使采煤機滾筒的使用壽命縮短。另外采煤機滾筒的螺旋葉片在采煤的過程中主要承擔(dān)著裝煤的作用，長時間和煤層、基石劇烈摩擦，如果螺旋葉片的質(zhì)量劣質(zhì)就會很容易摩擦損壞、降低裝煤效率，螺旋葉片的使用壽命也會縮短。

4 提高可靠性的技術(shù)措施分析

4.1 對滾筒進行重新設(shè)計

只有不斷的開發(fā)和創(chuàng)新滾筒，才能優(yōu)化滾筒的制造工藝，所以在設(shè)計的過程盡量的縮短截齒之間的距離、減少截齒尖端之間的落差，來調(diào)整截齒截割煤層時圓弧的曲率半徑，使端盤截齒、螺旋葉片設(shè)置在合適的位置，從而使螺旋葉片的截齒可以截割合理的截距、同時截齒可以均勻受力，從而使整個截割面效果最好。另外還要設(shè)計一個強度性能比較高、耐磨性比較好的齒座，因為我國現(xiàn)在使用的齒座已經(jīng)滿足不了我國滾筒的使用要求，所以我國必須重新設(shè)計一個合理齒座。此外還要提高我國截齒尖端合金的強度性能，我國的這種合金主要以炭化鎢是鈷為主要組成部分，碳化鎢具有硬度好、脆性好的優(yōu)點，但耐沖擊力比較差，所以可以重新設(shè)計出碳化鎢和鈷的配比，因為鈷可以彌補炭化鎢的缺點。

4.2 采納科學(xué)性的方法，提高加工精度

使用科學(xué)的方法和科學(xué)的施工技術(shù)來增強滾筒受力強度，提高采煤的效率。首先，我們可以向發(fā)達國家學(xué)習(xí)，發(fā)楊“汲取精華、棄其糟粕”的學(xué)習(xí)精神，引進先進的儀器設(shè)備，使用專用的加工設(shè)備使?jié)L筒上焊接構(gòu)件可以更加精確、精密，提高滾筒各個構(gòu)件安裝位置和安裝傾斜角的準確度，保證截齒所出現(xiàn)的誤差在規(guī)定允許的范圍之內(nèi)。另外，對于焊接的工藝流程有著嚴格的要求，每個環(huán)節(jié)的焊接都應(yīng)該有一套科學(xué)的設(shè)計方案，例如螺旋葉片、齒座、端筒體之間的焊接，它們需要小電流、直徑比較小的焊條等一系列嚴格的焊接要求。此外，經(jīng)過科學(xué)家的證明，二氧化碳在焊接的過程中有集中熱源、焊接比較深、焊接強度比較高等，所以我們要把二氧化碳應(yīng)用到焊接中。

4.3 提高噴霧的檢測力度

我國要提高好噴霧的監(jiān)測力度，避免噴霧管路和噴嘴出現(xiàn)堵塞，使內(nèi)噴霧充分發(fā)揮出它的降塵功能。內(nèi)噴霧主要是噴嘴出現(xiàn)問題，所以在監(jiān)測的過程中要注意容易上銹的部位，筒體盡量涂抹一些防腐蝕、防上銹的合金，噴嘴的部位要采用不銹鋼材料。

4.4 加強管理力度

我國相關(guān)部門要加強對采煤機滾筒的管理力度，制定一個具有科學(xué)性、合理化的管理標準。在監(jiān)測的過程中要及時的把滾筒的使用情況和建議反饋給負責(zé)人，然后相關(guān)負責(zé)人對采煤機滾筒的使用情況進行分析，從而可以有針對性的反饋給滾筒生產(chǎn)單位，生產(chǎn)單位可以及時的對制造流程進行優(yōu)化，從而可以提高滾筒的使用壽命。

5 結(jié)束語

綜上所述，采煤機滾筒設(shè)計時，要根據(jù)采煤機滾筒使用的實際情況分析，同時相關(guān)部門要監(jiān)督和收集資料，可以進一步的督促生產(chǎn)單位優(yōu)化滾筒的制造流程，從而提高滾筒的使用質(zhì)量、使用壽命以及使用可靠性，使?jié)L筒更好的應(yīng)用到采煤企業(yè)中，促進我國煤炭企業(yè)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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[3]蘇小立.采煤機仿形截割運動學(xué)分析[D].太原理工大學(xué)，2014.

收稿日期：2018-8-14

作者簡介：代 強（1985-），男，河南偃師人，助理工程師，本科，主要從事機械工藝工作。

陳 微（1988-），女，寧夏中衛(wèi)人，助理工程師，本科，主要從事機械技術(shù)工作。