MG300/700-AWD 型交流電牽引采煤機革新改造

王 捷 王志全

0 引言

同煤集團馬脊梁礦可采煤層厚度為1.5 m～3.5 m，且煤質(zhì)較硬。2010 年購置MG300/700-AWD 型無鏈電牽引采煤機與SGZ-830/630 型運輸機、ZZS6000 型液壓支架配套，用于開采煤層厚度1.8 m～3.3 m 的工作面。該采煤機無底托架，機身有三大件：左右行走減速箱與中間框架及采煤機截割電機均是橫向布置，直接安裝在搖臂減速箱的采空區(qū)側(cè)，與傳統(tǒng)的電機縱向布置的采煤機相比沒有采用固定減速箱、搖臂回轉(zhuǎn)套、螺旋錐齒輪等復雜的通軸結(jié)構，裝機功率大，傳動效率高、機身薄、結(jié)構簡單。通過在馬脊梁礦井下實際使用發(fā)現(xiàn)了采煤機存在左右行走減速箱與中間框架三件連接處連接性能差和穩(wěn)裝難的問題，對存在的問題做了有針對性的改進，保證了設備的正常運轉(zhuǎn)。

1 存在的問題

（1）采煤機左右行走減速箱與中間框架連接處原采用高強度液壓螺栓連接，截割振動經(jīng)常使采煤機左右行走減速箱與中間框架三件連接處連接性能差螺栓易松動，井下現(xiàn)場檢修時緊固和拆卸液壓螺母十分不便，后改用高強度止松螺母，檢修維護方便，雖加強了緊固，但仍不能消除螺栓松動問題。

（2）該機組無底托架穩(wěn)裝時比較難以穩(wěn)設，延誤準備時間。

2 采取的技術對策

2.1 減速箱與中間柜架之間增加緊固裝置

對于采煤機左右行走減速箱與中間柜架三件連接性能差連接處聯(lián)接螺栓容易松動，造成采煤機運行不穩(wěn)定的難題，由于采煤機截割反力、調(diào)高油缸支承反力、行走反力均由行走減速箱體承受，不需要通過螺栓連接環(huán)節(jié)[1]。因此把采煤機簡化成一剛體，左右行走減速箱下的支撐滑靴簡化為支座（見圖1）。

圖1 采煤機滾筒轉(zhuǎn)向與垂直截割反力示意

采煤機受力有：兩滾筒的截割反力（可分解為：水平截割反力、垂直截割反力）、牽引力與行走阻力。作用在剛體上的空間力系其平衡的充要條件是力系主矢R=0，且對任意點的主矩M0=0。以上是靜力分析，但采煤機勻速割煤時兩滾筒承受水平方向（垂直于煤壁）和垂直方向的截割反力是變化的動載荷，這是產(chǎn)生振動的根本原因。連接性能差主要是采煤機割煤時截割反力使行走減速箱振動所致（見圖2）。

圖2 采煤機受力分析簡圖

原采煤機行走減速箱與中間框架采用使用7 條M36×3×240 mm 螺栓、2 條M48×3×3 910 mm 螺栓和1 條M42×3×3 970 mm 螺栓緊固（見圖3）

圖3 行走減速箱連接面螺栓布置示意

其緊固力承受不了截割動載，解決的方法是增強采煤機左右行走減速箱與中間柜架連接處連接緊固力，在連接箱體上端增加連接螺栓。經(jīng)分析決定在采煤機左右行走減速箱與中間柜架連接處的上端面焊加強螺栓緊固裝置。

根據(jù)連接面周邊的結(jié)構，如在連接面箱體的兩側(cè)及下部增加連接螺栓，受空間所限維修、維護也不方便。在不影響原連接處連接螺栓的緊固和拆卸，以及各箱體打開上蓋板檢修維護的情況下，在MG300/700-AWD 型采煤機左右行走減速箱與中間柜架連接處的連接上端面焊接2×4 組緊固裝置，裝置尺寸為用120 mm×100 mm×40 mm 的鋼板中間打Φ40 的孔，用M36×3×360 mm 螺栓緊固(見圖4），通過加強緊固螺栓，增強了采煤機的機身剛度，解決了連接螺栓易松動問題，提高了機身整體連接性能。

2.2 采煤機穩(wěn)裝工藝的改革

根據(jù)我礦井下巷道和準備工作面斷面情況，把MG300/700-AWD 采煤機拆分成7 件，左右行走減速箱、中間框架、左右搖臂、左右截割滾筒。由于該機組無底托架，左右行走減速箱、中間框架穩(wěn)裝時難度較大，如還使用原來的穩(wěn)裝工藝，或采取措施不當，不僅延誤工時還會損壞設備，存在不安全的隱患。所以穩(wěn)裝工藝必須改革，對機組開幫的工作面，在工作面尾部煤壁，開一長度為20 m×寬1.2 m×采高的穩(wěn)機組壁龕，在工作面切眼靠煤壁側(cè)運輸機上方頂板從尾向頭方向20 m 內(nèi)，每隔3 m 打一組起吊錨索（或用錨索錨起吊梁），每組兩根錨索，錨索長度根據(jù)工作面頂板巖性決定。

圖4 MG300/700-AWD 型交流電牽引采煤機加固裝置示意

當運輸機穩(wěn)設完成后(尾部15 節(jié)溜槽古塘側(cè)擋煤板不安裝，等采煤機穩(wěn)裝完后再安裝）將采煤機部件按次序用絞車拉到煤壁側(cè)運輸機邊上，在頂板起吊錨索上掛好手拉葫蘆先將中間箱吊起在運輸機溜槽上方，并用道木墊平，將連接面處螺栓桿穿入螺孔中，把距中間箱左右第三節(jié)溜子的齒軌取下，用手拉葫蘆將左右行走箱用吊到起，行走齒輪與齒軌嚙合，把行走箱采空區(qū)的滑靴套入齒軌，靠中間箱側(cè)用道木墊好，再慢慢移到中間箱并接到對口，用緊固螺栓鎖緊，把取下的溜子齒軌安裝好，再穩(wěn)裝左右搖臂、左右截割滾筒，穩(wěn)裝完安裝好拆下的擋煤板(見圖5)。

工作面撤退采煤機拆卸時先將工作面尾部及一節(jié)溜子拆去，在采煤機左右行走減速箱、中間框架下方墊道木，拆開左左右行走減速箱、中間框架、左右搖臂、左右截割滾筒的連接螺栓，然后用絞車將采煤機拆分件拉離。

圖5 綜采準備工作面機組、支架、重型運輸機穩(wěn)裝示意

3 實際應用情況

焊接2×4 組緊固裝置徹底解決了MG300/700-AWD 型采煤機左右行走減速箱與中間框架三件連接處連接性能差的問題；穩(wěn)裝工藝的改革提高了工時利用，原來穩(wěn)裝采煤機6 個人3 個班才能穩(wěn)裝完，現(xiàn)在6 個人一個班就可穩(wěn)裝完。縮短了準備時間，解決了MG300/700-AWD 采煤機穩(wěn)裝難的問題。經(jīng)過30 多個綜采工作面的實踐表明，工藝改革后的采煤機適應綜采工作面正常的開采，經(jīng)過井下近四年的實際使用效果良好。

[1]路俊達.MG300/700-AWD 型交流電牽引采煤機的技術改進[J].山東煤炭科技，2015 (10)：15-25.