孫長(zhǎng)鶴

（中煤張家口煤礦機(jī)械有限責(zé)任公司，河北 張家口 076250）

轉(zhuǎn)載機(jī)是煤礦采掘工作面的主要運(yùn)輸設(shè)備之一。工作面轉(zhuǎn)載機(jī)主要用來(lái)與刮板輸送機(jī)、采煤機(jī)、液壓支架、破碎機(jī)等設(shè)備配套而實(shí)現(xiàn)落煤、裝煤、運(yùn)煤、移溜等工序的機(jī)械化。在現(xiàn)代轉(zhuǎn)載機(jī)中，把物料從爬坡轉(zhuǎn)向水平是由轉(zhuǎn)載機(jī)凸槽實(shí)現(xiàn)的，為了實(shí)現(xiàn)這一目的，凸槽的中、底板采用上弧形結(jié)構(gòu)，如此的設(shè)計(jì)決定了凸槽所面臨的中底板嚴(yán)重磨損的問(wèn)題。

1 凸槽的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

設(shè)計(jì)凸槽要依據(jù)由采煤機(jī)制造商、液壓支架制造商、刮板輸送機(jī)制造商和用戶簽字確定的技術(shù)協(xié)議等技術(shù)文件，本著采煤機(jī)割煤能力Qc≤刮板輸送機(jī)輸送能力Qs≤橋式轉(zhuǎn)載機(jī)的轉(zhuǎn)載能力Qz≤破碎機(jī)的通過(guò)能力Qp≤順槽皮帶機(jī)輸送能力Qd的原則，而上述技術(shù)文件中已經(jīng)明確了輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)的輸送量以及相對(duì)應(yīng)槽寬，從而確定轉(zhuǎn)載機(jī)的最小截面積F

式中，Qz為橋式轉(zhuǎn)載機(jī)的轉(zhuǎn)載能力，t/h；q為輸送機(jī)

每米長(zhǎng)度上貨載重量，kg/m；V為刮板鏈運(yùn)行速度，m/s；F為輸送機(jī)溜槽裝載斷面面積，m2；γ為貨載散集比重，t/m3，煤0.85～1；ψ為輸送機(jī)溜槽裝滿系數(shù)，一般取0.65～0.9。

進(jìn)而確定了凸槽上槽口（中板上表面至凸槽蓋板下表面）高度G：

轉(zhuǎn)載機(jī)最高點(diǎn)高度，要考慮安裝運(yùn)輸?shù)钠鸬蹩臻g、順槽的變形情況等，順槽高度較小時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)載機(jī)總高度要求較嚴(yán)格，高差應(yīng)大于300毫米，一般為400～500毫米，架橋段的總高度與凸槽出口總高度一致，凸槽出口過(guò)煤量應(yīng)≥凸槽入口過(guò)煤量，故而凸槽出口總高度≥凸槽入口總高度，綜合考慮計(jì)算結(jié)果及巷道工作空間最終確定G。此外，上下鏈道尺寸應(yīng)保證刮板順利通過(guò)，并留有一定的間隙，凸槽兩端面焊有聯(lián)接板，與兩端槽體通過(guò)螺栓聯(lián)接。

2 凸槽的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

轉(zhuǎn)載機(jī)爬坡段α°的爬坡角完全體現(xiàn)在了凸槽上，這就要求凸槽的中底板也存在α°的爬坡角，即中底板兩端直線段夾角為α°，通過(guò)上弧形實(shí)現(xiàn)折點(diǎn)過(guò)渡，解決這一問(wèn)題的同時(shí)，我們又將面臨凸槽自身所特有的問(wèn)題——中底板磨損嚴(yán)重，尤其是上弧形過(guò)渡段。在設(shè)備的使用過(guò)程中，刮板鏈中鏈條會(huì)產(chǎn)生允許范圍內(nèi)的拉伸變形的情況，此種情況下，變形的鏈條會(huì)直接與中底板接觸，而傳統(tǒng)凸槽的中底板為整板一體結(jié)構(gòu)，刮板鏈帶動(dòng)煤在行進(jìn)過(guò)程中會(huì)對(duì)中底板造成磨損，隨著時(shí)間的推移，磨損量會(huì)加劇，甚至將中底板磨穿，最后造成不可挽回的損失。傳統(tǒng)凸槽結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1中1號(hào)件為中板，2號(hào)件為底板，爬坡角度為α°，下鏈道包絡(luò)尺寸N（中板下表面與底板上表面之間的間距）＞M（凸槽與其他槽體接口處下鏈道尺寸）。

圖1 傳統(tǒng)凸槽組成

3 凸槽的結(jié)構(gòu)改進(jìn)

針對(duì)上述問(wèn)題，本文將原有凸槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化——中底板階梯鑲嵌式凸槽結(jié)構(gòu)。該階梯鑲嵌式中底板結(jié)構(gòu)，在中底板上下刮板鏈鏈條滑行處形成了向下的階梯，之前鏈條鏈道線面小面積的滑動(dòng)磨損轉(zhuǎn)化為刮板下表面與中底板上弧面大面積的滑動(dòng)磨損，工作狀況下張緊的鏈條與中、底板接觸幾乎為零，近似懸空，凸槽允許的磨損量大幅度提高，凸槽的整體使用壽命得到提高，解決傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)凸槽因中底板鏈道磨損嚴(yán)重提前報(bào)廢的問(wèn)題。同時(shí)，也減少了刮板鏈鏈條的磨損，延長(zhǎng)刮板鏈鏈條使用壽命。具體情況結(jié)合圖2做進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖2所示，中底板階梯鑲嵌式凸槽的主體槽體的中底板采用階梯鑲嵌結(jié)構(gòu)，其他零件結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)凸槽結(jié)構(gòu)基本一致。中板組件1與底板組件2之間是下鏈通道，中板組件1、底板組件2均為階梯鑲嵌式結(jié)構(gòu)，此凸槽下鏈道的尺寸確定原則：為保證刮板鏈的順利通行，下鏈道包絡(luò)尺寸B（中板組件矩形弧板下表面與底板組件上弧形底板上表面之間的間距）大于等于鏈道出入口尺寸A（凸槽與其他槽體接口處下鏈道尺寸）。其中，上弧形中底板的半徑應(yīng)在工藝允許條件下，取符合條件的極大值，頂部過(guò)渡平滑，會(huì)有效減少磨損。

凸槽結(jié)構(gòu)中板組件結(jié)構(gòu)示意圖（A-A剖視圖和俯視圖），如圖3所示，中板組件為鑲嵌結(jié)構(gòu)，在上弧形中板上，刮板鏈鏈條滑行處切割寬度為D（D=刮板鏈鏈條立環(huán)厚度+100～200mm）的矩形通槽，用軋彎半徑R1大于中板弧形r1的矩形弧板鑲嵌焊接在切割槽處，這里上弧形中板切割掉的板料經(jīng)過(guò)加工可以作為切割槽處鑲嵌的矩形弧板使用，矩形弧板短邊與中板交接處平滑過(guò)渡，而長(zhǎng)邊與中板交接處形成弧形階梯，最大高度差C1。這樣在中板上、刮板鏈鏈條滑行處形成了向下的階梯，工作狀況下刮板鏈通過(guò)時(shí)，鏈條與中板接觸幾乎為零，近似懸空，鏈條在凸槽的а°爬坡段頂部與中板的接觸達(dá)到最小，曾經(jīng)的鏈條鏈道線面小面積的滑動(dòng)磨損轉(zhuǎn)化為刮板下表面與中板上弧面大面積的滑動(dòng)磨損。

圖2 中底板階梯鑲嵌式凸槽

圖3 階梯鑲嵌式凸槽中板組件

凸槽結(jié)構(gòu)底板組件結(jié)構(gòu)示意圖（A-A剖視圖和俯視圖），如圖4所示，底板組件設(shè)計(jì)理念與中板組件一致，仍為鑲嵌結(jié)構(gòu)，在上弧形底板上，刮板鏈鏈條滑行處切割寬度為D（D=刮板鏈鏈條立環(huán)厚度+100～200mm）的矩形通槽，用軋彎半徑R2大于切割處底板弧形r2的矩形弧板鑲嵌焊接在切割槽處，這里上弧形底板切割掉的板料經(jīng)過(guò)加工可以作為切割槽處鑲嵌的矩形弧板使用，矩形弧板短邊與底板交接處平滑過(guò)渡，而長(zhǎng)邊與底板交接處形成弧形階梯，最大高度差C2。這樣在底板上、刮板鏈鏈條滑行處形成了向下的階梯，工作狀況下刮板鏈通過(guò)時(shí)，張緊的鏈條與底板接觸幾乎為零，近似懸空，鏈條在凸槽的α°爬坡段頂部與底板的接觸達(dá)到最小，曾經(jīng)的鏈條鏈道線面小面積的滑動(dòng)磨損轉(zhuǎn)化為刮板下表面與底板上弧面大面積的滑動(dòng)磨損。

圖4 階梯鑲嵌式凸槽中板組件

結(jié)合圖3和圖4，實(shí)踐驗(yàn)證，負(fù)載一定情況下，凸槽允許磨損量大幅度提高，凸槽的整體使用壽命得到提高。即在中板、底板沒(méi)有大范圍磨損情況下，即鑲嵌式中底板階梯高度差仍存在時(shí)，中板、底板鏈道處的磨損就可以忽略不計(jì)，只有在中板、底板大范圍磨損，鑲嵌式中底板階梯高度差為0時(shí)，中板、底板鏈道處的磨損情況才與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)凸槽類似。此中底板階梯鑲嵌式凸槽結(jié)構(gòu)也相應(yīng)減少了刮板鏈鏈條的磨損，延長(zhǎng)刮板鏈鏈條使用壽命。同時(shí)，中板組件、底板組件采用的材料耐磨性能適中即可滿足使用要求，成本降低，技術(shù)效果理想，另外，中板組件、底板組件采用階梯鑲嵌式結(jié)構(gòu)也降低了零件加工難度。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，論述了凸槽的設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及傳統(tǒng)凸槽與中底板階梯鑲嵌式凸槽的結(jié)構(gòu)差異與特點(diǎn)，針對(duì)新結(jié)構(gòu)，考慮到了經(jīng)濟(jì)性和可操作性，對(duì)凸槽的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化，使得凸槽的使用壽命得到有效的改善。