山西煤礦機(jī)械制造股份有限公司 山西太原 030031

煤 礦井下采煤過(guò)程中，刮板輸送機(jī)先把煤卸載到順槽轉(zhuǎn)載機(jī)上，再由轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)走。目前，轉(zhuǎn)載機(jī)主要采用 2 種卸載方式，端卸式和交叉?zhèn)刃妒?。交叉?zhèn)刃妒脚c端卸式相比，具有卸載高度低、裝煤效果好等優(yōu)點(diǎn)[1]，被許多煤礦所采用，特別是一些大型煤礦。

我國(guó)華北等地區(qū)井田的煤質(zhì)較穩(wěn)定，是低硫、高發(fā)熱量煤炭，但煤層夾層較多，主要有細(xì)砂巖、粉砂巖、石英砂巖、石灰?guī)r、鋁土巖、砂質(zhì)泥巖等，高含矸量 (約 60%) 對(duì)煤機(jī)裝備損壞非常嚴(yán)重，其中以交叉?zhèn)刃妒睫D(zhuǎn)載機(jī)的過(guò)渡槽損壞尤為突出[2]。過(guò)渡槽是刮板輸送機(jī)與順槽轉(zhuǎn)載機(jī)之間銜接的重要部件，其壽命關(guān)系到整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)行情況，直接影響生產(chǎn)[3]。在實(shí)際使用過(guò)程中，無(wú)論是進(jìn)口的還是國(guó)產(chǎn)的過(guò)渡槽，都存在磨損嚴(yán)重、可靠性低、壽命較短、更換頻繁的問(wèn)題。筆者從國(guó)內(nèi)過(guò)渡槽結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)行了針對(duì)性的改進(jìn)設(shè)計(jì)。

1 過(guò)渡槽的種類(lèi)

目前國(guó)內(nèi)的過(guò)渡槽普遍采用整體設(shè)計(jì)和分體設(shè)計(jì)2 種方式。

整體設(shè)計(jì)過(guò)渡槽如圖 1 所示。過(guò)渡槽連接耳與機(jī)頭架連接耳重疊搭接，兩端分別用 1 個(gè)聯(lián)接銷(xiāo)從連接耳孔中穿入，使過(guò)渡槽與機(jī)頭架連接成一個(gè)整體。端頭支架推移機(jī)頭架前移時(shí)，帶動(dòng)過(guò)渡槽一起移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)整個(gè)轉(zhuǎn)載機(jī)前移。

圖1 整體設(shè)計(jì)過(guò)渡槽

分體設(shè)計(jì)過(guò)渡槽如圖 2 所示。將整體設(shè)計(jì)式過(guò)渡槽一分為二，分成 1 個(gè)短過(guò)渡槽和 1 個(gè)長(zhǎng)過(guò)渡槽，短過(guò)渡槽與機(jī)頭架連接，長(zhǎng)過(guò)渡槽與短過(guò)渡槽由 4 個(gè)連接啞鈴連接，短過(guò)渡槽連接耳與機(jī)頭架連接耳重疊搭接，聯(lián)接銷(xiāo)插入連接耳孔中，使短過(guò)渡槽與機(jī)頭架形成一個(gè)整體。端頭支架推移機(jī)頭架前移時(shí)，帶動(dòng)短過(guò)渡槽一起移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)整個(gè)轉(zhuǎn)載機(jī)前移。

圖2 分體設(shè)計(jì)過(guò)渡槽

2 過(guò)渡槽存在的問(wèn)題

2.1 整體式過(guò)渡槽存在的問(wèn)題

在實(shí)際使用過(guò)程中，過(guò)渡槽與機(jī)頭架由聯(lián)接銷(xiāo)連接成一個(gè)整體，形成一個(gè) 90°的夾角，轉(zhuǎn)載機(jī)在移動(dòng)過(guò)程中因彎曲而形成的彎矩導(dǎo)致聯(lián)接銷(xiāo)處的連接耳開(kāi)焊、斷裂，致使過(guò)渡槽與機(jī)頭架的連接失效[4]。

此外，過(guò)渡槽中板、翼板與底板的夾角偏大，一般為 12°～ 15°，如圖 3 所示。當(dāng)機(jī)頭架中板高度由463 mm 向 210 mm 過(guò)渡時(shí)，中板轉(zhuǎn)彎半徑偏小，只有R5 000 和R3 045，導(dǎo)致過(guò)渡槽中板、翼板磨損嚴(yán)重，特別在某些特殊礦井條件下，過(guò)渡槽需要頻繁更換。

圖3 整體設(shè)計(jì)過(guò)渡槽

2.2 分體式過(guò)渡槽存在的問(wèn)題

分體式過(guò)渡槽雖然在一定條件下可以將其與機(jī)頭架之間的彎矩釋放出來(lái)，對(duì)連接耳起到保護(hù)作用，但是與整體式過(guò)渡槽相比，分體式過(guò)渡槽的中板、翼板與底板的夾角，以及中板的轉(zhuǎn)彎半徑并沒(méi)有發(fā)生變化，如圖 4 所示。分體式過(guò)渡槽的磨損仍然十分嚴(yán)重，可靠性依然很低。

3 改進(jìn)方案

3.1 難點(diǎn)分析

圖4 分體設(shè)計(jì)過(guò)渡槽

整體式過(guò)渡槽由于自身結(jié)構(gòu)的缺陷，既不能有效適應(yīng)轉(zhuǎn)載機(jī)移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的彎矩，對(duì)連接耳產(chǎn)生破壞，又不能克服轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)刮板與過(guò)渡槽中板產(chǎn)生的摩擦力，已逐步被分體式過(guò)渡槽所取代。因而，如何提高分體式過(guò)渡槽的耐磨性，成為提高交叉?zhèn)刃妒睫D(zhuǎn)載機(jī)過(guò)渡槽可靠性的關(guān)鍵。

3.2 改進(jìn)方案

減小過(guò)渡槽中板、翼板與底板的夾角，增大過(guò)渡槽中板的轉(zhuǎn)彎半徑。如圖 5 所示，在不增加轉(zhuǎn)載機(jī)整機(jī)長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上，由機(jī)頭架向轉(zhuǎn)載機(jī)平段過(guò)渡時(shí)，改成由短過(guò)渡槽、長(zhǎng)過(guò)渡槽以及抬高槽 1、抬高槽 2 組合而成。分體式過(guò)渡槽的長(zhǎng)度由 4 m 變?yōu)?7 m，使得長(zhǎng)過(guò)渡槽中板、翼板與底板的夾角大幅減小，只有5°，轉(zhuǎn)彎半徑增大為R12 000 和R8 000。

圖5 新型分體式過(guò)渡槽

增加抬高槽導(dǎo)致夾角變小及轉(zhuǎn)彎半徑增大，使過(guò)渡槽中板的直線段增加，彎曲段減少。在直線段部分刮板托起圓環(huán)鏈，圓環(huán)鏈與中板不接觸，形成刮板與中板的面接觸，減小了運(yùn)行阻力，降低了電動(dòng)機(jī)的功率損耗，減少了中板和圓環(huán)鏈的磨損。

4 使用效果

陜西榆林某煤礦一次采全高配套運(yùn)輸設(shè)備包括SGZ1250/2×1500 刮板輸送機(jī)、SZZ1550/525 轉(zhuǎn)載機(jī)、PLM4500 破碎機(jī)、ZY2700 帶式輸送機(jī)。上述設(shè)備共使用 2 套，轉(zhuǎn)載機(jī)與刮板輸送機(jī)采用搭接方式。在煤礦地質(zhì)條件、煤礦工作人員、槽體板材工藝、使用時(shí)間等基本相同的條件下，對(duì)比分析過(guò)渡槽的磨損情況。

第 1 次使用時(shí)，過(guò)渡槽采用分體式設(shè)計(jì)，但未增加抬高槽，過(guò)渡槽磨損情況如表 1 所列。

第 2 次使用時(shí)，過(guò)渡槽采用分體式設(shè)計(jì)，并增加2 個(gè)抬高槽，用來(lái)輔助長(zhǎng)過(guò)渡槽減小中板、翼板與底板的夾角，增大中板的轉(zhuǎn)彎半徑。改進(jìn)后，過(guò)渡槽的磨損情況如表 2 所列。

表1 轉(zhuǎn)載機(jī)過(guò)渡槽磨損情況

表2 改進(jìn)后轉(zhuǎn)載機(jī)過(guò)渡槽磨損情況

對(duì)比表 1、2 可知，在增加了 2 個(gè)抬高槽后，過(guò)渡槽中板和翼板的磨損分別減小了 18 和 17.7 個(gè)百分點(diǎn)，減磨效果顯著。

5 結(jié)語(yǔ)

改造后的過(guò)渡槽各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，滿足了工作面的生產(chǎn)使用要求，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，在適應(yīng)性、可靠性和先進(jìn)性上優(yōu)于同類(lèi)設(shè)備，可在類(lèi)似地質(zhì)條件的煤礦推廣。