劉志全

（開(kāi)灤（集團(tuán)）有限責(zé)任公司設(shè)備管理中心，河北 唐山 063000）

煤礦資源作為重要的戰(zhàn)略資源，在我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占有重要作用，隨著煤炭工業(yè)技術(shù)水平的不斷提高，高產(chǎn)高效綜合機(jī)械化采煤成為煤炭開(kāi)采的主流，刮板輸送機(jī)作為采煤機(jī)、液壓支架的重要的三機(jī)配套設(shè)備之一，正朝著大型化、大運(yùn)量、長(zhǎng)運(yùn)距方向發(fā)展，刮板機(jī)的可靠性和使用壽命直接決定著煤炭生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 刮板輸送機(jī)再利用問(wèn)題

刮板輸送機(jī)主要運(yùn)輸?shù)奈锪蠟樵?、矸石，受物料摩擦及交變沖擊影響，刮板輸送機(jī)中部槽、刮板、鏈輪等關(guān)鍵部件表面磨損、腐蝕、劃傷比較嚴(yán)重，無(wú)法繼續(xù)使用。

以中部槽為例，全國(guó)每年因磨損而報(bào)廢的中部槽數(shù)量高達(dá)30～40 萬(wàn)節(jié)，消耗鋼材3.6～4.8 萬(wàn)t，價(jià)值1.26～1.68 億元，各煤礦企業(yè)均存有大量使用過(guò)的廢舊閑置中部槽，如直接報(bào)廢處理，不但會(huì)造成巨大浪費(fèi)，還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重污染。

因此，必須依靠有效的再制造手段，達(dá)到刮板輸送機(jī)各部件再利用的目的。[1]

2 刮板輸送機(jī)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)問(wèn)題

綜采工作面刮板輸送機(jī)，其運(yùn)行方式?jīng)Q定了在啟動(dòng)時(shí)需要較大的功率，由于刮板輸送機(jī)在運(yùn)行時(shí)需要克服很大的摩擦阻力，且負(fù)荷不均勻，并伴隨沖擊負(fù)載、物料堵塞超載、頻繁啟動(dòng)等問(wèn)題，這些因素導(dǎo)致刮板輸送機(jī)具有驅(qū)動(dòng)負(fù)荷大、驅(qū)動(dòng)電流大、機(jī)頭機(jī)尾功率輸出不平衡等特點(diǎn)。[2]

3 煤礦綜采工作面刮板輸送機(jī)智能化改造技術(shù)研究目標(biāo)

利用煤礦企業(yè)的閑置SGZ730/400 刮板輸送機(jī)進(jìn)行智能化升級(jí)改造，升級(jí)為SGZ730/630，滿足現(xiàn)有綜采工作面使用需求和國(guó)家對(duì)智能化礦井建設(shè)要求，包括以下五點(diǎn)改造：

一是SGZ730/400 刮板輸送機(jī)通過(guò)技術(shù)改造，升級(jí)為SGZ730/630，提高運(yùn)量和輸送距離，滿足現(xiàn)有綜采工作面使用需求。

二是對(duì)減速器、鏈輪軸組、刮板鏈等關(guān)鍵部件重新選型與強(qiáng)度計(jì)算，滿足裝機(jī)功率提高后的強(qiáng)度要求[3]。

三是采用變頻一體技術(shù)，通過(guò)無(wú)極調(diào)速與直接轉(zhuǎn)矩控制，提高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)動(dòng)態(tài)功率平衡，降低機(jī)械沖擊，避免啟動(dòng)困難、運(yùn)轉(zhuǎn)壓煤等問(wèn)題，并預(yù)留遠(yuǎn)程通訊接口，滿足綜采工作面的集控升級(jí)[4]。

四是研究中部槽、過(guò)渡槽、機(jī)頭架等結(jié)構(gòu)件的復(fù)合修復(fù)技術(shù)，達(dá)到新機(jī)出廠性能。

五是對(duì)上述研究進(jìn)行實(shí)施，地面鋪設(shè)長(zhǎng)度50 米，組裝調(diào)試，滿足設(shè)計(jì)及使用要求。

4 煤礦綜采工作面刮板輸送機(jī)智能化改造設(shè)計(jì)

4.1 改造方案簡(jiǎn)述

提高裝機(jī)功率，單電機(jī)功率由200kW 提升至315kW，電機(jī)采用變頻一體機(jī)，更換配套減速器，重新設(shè)計(jì)鏈輪軸組及附件；刮板鏈由26*92C 圓環(huán)鏈升級(jí)為30*108C圓環(huán)鏈，更換刮板，圓環(huán)鏈破斷負(fù)荷滿足＞3.5 倍安全系數(shù)要求；中部槽、過(guò)渡槽、機(jī)頭架等結(jié)構(gòu)件采用復(fù)合修復(fù)技術(shù)進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)后再利用；銷軌、電纜槽、內(nèi)外夾板等噴砂除銹、檢驗(yàn)合格后再利用，啞鈴銷維持原設(shè)計(jì)，但考慮到舊件已被拉長(zhǎng)＞10mm，為保證中部槽間水平、垂直角度的合理限位，需更換新件。[5]

4.2 具體實(shí)施內(nèi)容

第一部分——機(jī)頭傳動(dòng)部（如圖1）。機(jī)頭架原件修復(fù)后再利用，卸載高度維持不變（650mm），加工撥鏈器安裝座端面位置，確保鏈輪回轉(zhuǎn)外徑與安裝座的端面間隙＞20mm（原鏈輪外徑510mm，現(xiàn)鏈輪軸組外徑525mm）；舌板、撥鏈器等重新設(shè)計(jì)，匹配鏈輪與刮板鏈，方便拆裝；機(jī)頭側(cè)擋板重新設(shè)計(jì)加工；設(shè)計(jì)鏈輪軸組，匹配軸組與刮板、鏈條、減速器等裝配嚙合關(guān)系，確保不拆解動(dòng)力部便可更換鏈輪軸組；鏈輪軸組參考寧夏西北SGZ764/630 刮板輸送機(jī)的成熟結(jié)構(gòu)，鏈間距130mm，軸承采用雙列圓柱滾子軸承，遠(yuǎn)程稀油潤(rùn)滑，輸入軸花鍵規(guī)格執(zhí)行GB/T3478.1 標(biāo)準(zhǔn)，20Z*10m*30P；鏈輪采用鍛造材質(zhì)，7 齒分體鏈輪，軸承座外徑與原軸承座外徑一致（360mm），確保機(jī)頭架中板與軸承座外徑相切；制新機(jī)頭推移墊架，為避讓減速器，推移墊架需加寬250mm；更換機(jī)頭動(dòng)力部，減速器為JS315 型，速比i=33.16，配高速軸強(qiáng)制潤(rùn)滑泵，適應(yīng)傾角±30°，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)MT/T148-1997；重新設(shè)計(jì)連接罩筒、半聯(lián)軸器、閘盤等連接件，更換鏈輪遠(yuǎn)程潤(rùn)滑油箱；配套變頻一體機(jī)技術(shù)，電機(jī)為315kW 變頻一體機(jī)，電壓等級(jí)1140V，并實(shí)現(xiàn)智能控制；（如表1）改變機(jī)頭傳動(dòng)部鏈輪中心至減速器外邊寬度尺寸、機(jī)頭墊架至側(cè)擋板的高度尺寸和推移點(diǎn)位置尺寸。

圖1 機(jī)頭傳動(dòng)部

表1 變頻一體機(jī)技術(shù)參數(shù)表

第二部分——機(jī)尾傳動(dòng)部。機(jī)尾傳動(dòng)部與機(jī)頭傳動(dòng)部升級(jí)方案一致；機(jī)尾側(cè)擋板、機(jī)尾蓋板、緊鏈器、阻鏈器等投新；鏈輪軸組壓塊改造，回煤罩組件制新，確保鏈輪外徑與回煤罩的間隙＞1 個(gè)刮板厚度。[6]

第三部分——過(guò)渡槽。過(guò)渡槽原件修復(fù)后再用；過(guò)渡槽銷軌1°變線，避免過(guò)渡槽擋板側(cè)與電機(jī)干涉；過(guò)渡槽增加銷軌座1 個(gè)，銷軌爬坡＜3°，確保切透三角煤；電機(jī)由單速電機(jī)改為變頻一體機(jī)，電機(jī)加長(zhǎng)500mm，需增加過(guò)渡槽推移梁1 處；制新過(guò)渡推移梁，為躲避電機(jī)占用空間，加長(zhǎng)250mm；最后制新過(guò)渡槽擋板。

第四部分——刮板鏈組件。因?yàn)殡姍C(jī)功率提升至315kW，原有26*92C 圓環(huán)鏈的破斷負(fù)荷為850KN，不滿足＞3.5 倍安全系數(shù)要求，因此，需將圓環(huán)鏈升級(jí)為30*108C（破斷負(fù)荷1130KN）；設(shè)計(jì)刮板及E 型螺栓，匹配槽型角度、槽內(nèi)寬，并控制各處設(shè)計(jì)間隙。

第五部分——中部槽再制造修復(fù)。切割中板兩側(cè)舌板，底板磨損量小，暫且不動(dòng)（必保中板下面與中板上面間隙＞123mm）；中板上面銑加工，至啞鈴銷中心確保尺寸8mm，銑寬576，中板覆NM400 耐磨板，中部塞焊，四周角焊；舌板加工（包括各倒角），焊接舌板；槽幫上沿切割，切割對(duì)中寬度668mm，切割后加工上沿并與槽幫上下坡口焊接，上沿材質(zhì)NM400；槽幫鏈道下沿貼耐磨板，板厚6mm；槽口（喇叭口）加強(qiáng)耐磨焊絲堆焊，上鏈道焊長(zhǎng)50mm，下鏈道焊長(zhǎng)100mm，槽口尺寸＜688+10mm；中板上面取中130mm 間距為鏈道位置，以130 為基準(zhǔn)，兩側(cè)采用等離子熔覆技術(shù)，通長(zhǎng)熔覆耐磨合金粉末，厚度2mm，寬度50mm；拉移耳板、銷軌座整形修復(fù)，滿足技術(shù)規(guī)范要求。

5 煤礦綜采工作面刮板輸送機(jī)智能化改造技術(shù)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益

5.1 減少設(shè)備投入產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益

通過(guò)將SGZ730/400 刮板輸送機(jī)智能化改造，升級(jí)為SGZ730/630 刮板輸送機(jī)，可盤活煤礦企業(yè)內(nèi)部的閑置設(shè)備資產(chǎn)，每年預(yù)計(jì)可減少煤礦企業(yè)新設(shè)備投入經(jīng)費(fèi)數(shù)百萬(wàn)元，也為煤礦企業(yè)在綜采刮板輸送機(jī)的選型使用上開(kāi)闊了新的思路，且成功經(jīng)驗(yàn)可移植，將為煤礦企業(yè)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

5.2 提高工作效率產(chǎn)生的社會(huì)效益

研究煤礦綜采工作面刮板輸送機(jī)智能化改造技術(shù)，響應(yīng)了國(guó)家提出的“建設(shè)煤礦智能化綜采工作面”和“降耗減排，實(shí)現(xiàn)綠色用能”的總體要求，在煤礦綜采工作面智能化建設(shè)等方面有重要的意義。

6 結(jié)語(yǔ)

煤礦綜采工作面刮板輸送機(jī)智能化改造技術(shù)，將閑置的刮板輸送機(jī)通過(guò)技術(shù)改造，制造出質(zhì)量合格的智能化產(chǎn)品，并再次投入使用，其技術(shù)內(nèi)容符合煤礦智能化礦井建設(shè)相關(guān)指標(biāo)，減少煤礦企業(yè)對(duì)新設(shè)備的資金投入，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、節(jié)材、節(jié)約資源和減少污染等目的。

研究的成功應(yīng)用，全年可減少煤礦企業(yè)新設(shè)備投入經(jīng)費(fèi)數(shù)百萬(wàn)元，同時(shí)，在煤礦綜采工作面智能化建設(shè)、保障作業(yè)人員人身安全和安全文明生產(chǎn)等方面具有重要的社會(huì)意義。