盛永林， 陸鳴

(1. 天地科技股份有限公司 上海分公司, 上海 200030；2. 上海煤科檢測(cè)技術(shù)有限公司， 上海 201401)

0 引言

MG550/1380-WD型電牽引采煤機(jī)是一款適應(yīng)采高2.0～4.0 m的大功率中厚煤層采煤機(jī)。其功率相對(duì)較大，具備一定的過(guò)斷層和夾矸的能力，并且配套適應(yīng)性好，最小能與SGZ800型刮板運(yùn)輸機(jī)配套，已在安徽淮北、宿州及全國(guó)其他地質(zhì)條件相對(duì)較為復(fù)雜的礦區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用[1]。

如圖1所示，某礦在使用1380采煤機(jī)的過(guò)程中發(fā)生了牽引箱支撐板斷裂的事故，對(duì)公司的聲譽(yù)造成了不良的影響。本文對(duì)事故原因進(jìn)行了分析，并提出了改進(jìn)措施。

1 原因分析

如圖2所示，1380采煤機(jī)的支撐滑靴在刮板運(yùn)輸機(jī)的鏟煤板上運(yùn)行。為了適應(yīng)斜切進(jìn)刀時(shí)刮板運(yùn)輸機(jī)的水平彎曲變化，通常采煤機(jī)的支撐滑靴和刮板運(yùn)輸機(jī)之間留有40 mm的間隙。在采煤過(guò)程中，刮板運(yùn)輸機(jī)的鏟煤板上會(huì)有浮煤和巖石等。當(dāng)浮煤和巖石進(jìn)入支撐滑靴和刮板運(yùn)輸機(jī)之間的間隙并且不能及時(shí)排出時(shí)，支撐滑靴會(huì)受到較大的阻力，如圖3所示。支撐板背面焊接有加強(qiáng)筋和加強(qiáng)板。對(duì)牽引箱進(jìn)行受力分析可以發(fā)現(xiàn)，支撐板背面加強(qiáng)筋和加強(qiáng)板的焊縫會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，如圖4所示。如果在焊接的過(guò)程中，未采取焊前預(yù)熱、焊后保溫的措施，焊縫有可能存在裂紋。在拉應(yīng)力的作用下，裂紋發(fā)生擴(kuò)展，最終導(dǎo)致支撐板斷裂。

(a) 斷裂的支撐板

(b) 支撐板斷裂位置

1-牽引箱支撐板； 2-連接板； 3-支撐滑靴；

2 改進(jìn)措施

為了避免斷裂現(xiàn)象的再次發(fā)生，對(duì)1380采煤機(jī)支撐板及支撐滑靴進(jìn)行了改進(jìn)[2]。設(shè)計(jì)了新支撐板和支撐滑靴，如圖5和圖6所示。

2.1 支撐板的改進(jìn)

1) 支撐板后部加強(qiáng)筋板采用鑄造方式與支撐板整體鑄造出來(lái)，加強(qiáng)筋周邊采用較大的鑄造圓角[3]。與原先焊接的方式相比，加強(qiáng)筋板下部產(chǎn)生裂紋的概率較低。

(a) 被浮煤掩埋

(b) 遇到煤、巖石等

圖4 受力分析

圖5 新支撐板

圖6 新支撐滑靴

2) 如圖7所示，支撐板上部增加一個(gè)凸臺(tái)嵌入到牽引箱中豎板內(nèi)并與中豎板焊接為一個(gè)整體。增加的這個(gè)凸臺(tái)不僅在焊接支撐板的過(guò)程中起到了定位作用，還增加了支撐板上部與牽引箱連接位置的剪切強(qiáng)度。

圖7 支撐板嵌入中豎板

3) 如圖8所示，增加支撐板彎曲處的材料厚度。與原支撐板相比，新支撐板的厚度增加30 mm，彎曲強(qiáng)度增加33%，進(jìn)一步減小了支撐板斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。

(a)

(b)

2.2 支撐滑靴的改進(jìn)

如圖9所示，新支撐滑靴的外形變成了梯形[4]，在支撐滑靴行走過(guò)程中，通過(guò)兩側(cè)斜邊把刮板運(yùn)輸機(jī)鏟煤板上的浮煤和巖石往煤壁側(cè)推出，而不進(jìn)入到支撐滑靴和刮板運(yùn)輸機(jī)之間的間隙。這樣滑靴所受的阻力與原先相比就會(huì)減小，支撐板所受的力也相應(yīng)減小。

(a) 改進(jìn)前

(b) 改進(jìn)后

3 結(jié)論

改進(jìn)設(shè)計(jì)后的支撐板和支撐滑靴已用于新投產(chǎn)的1380采煤機(jī)上并下井使用。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐證明，支撐板的設(shè)計(jì)改進(jìn)有效地解決了支撐板的斷裂問(wèn)題[5]，進(jìn)而提高了1380采煤機(jī)的工作可靠性。