新型大直徑采煤機螺旋滾筒的設計與制造

摘 要：采煤機作為極為重要的井下開采設備，也是最為主要的井下開采設備，隨著社會經濟的不斷發展、科學技術的不斷進步，對于采煤機關鍵部件——螺旋滾筒的需求逐漸增多。所以如何在保證其螺旋滾筒的工作效率的前提下，滿足其工作質量，是當前需要研究的重點。對于采煤機螺旋滾筒的設計，要采用超大直徑、局部減重、重型破巖等方案。對于采煤機旋轉滾筒的制造，要根據實際情況，對于易磨損的部位加以針對性的保護措施。從而以創新性思維來設計與制造新型大直徑采煤機的旋轉滾筒。

關鍵詞：新型大直徑 采煤機 螺旋滾筒 設計 制造

采煤機的關鍵部位——螺旋滾筒是為完成截煤和裝煤的功能需求，通常情況下在采煤機中螺旋滾筒的功率消耗要占據其裝機功率的80%～90%.在對螺旋滾筒進行設計時，要實現截煤比能耗低、少粉塵、大煤塊的目標以及相對比較好的裝煤效果。要保證其截割的阻力可以均衡的作用于螺旋滾筒上，從而有效的提高采煤機的工作效率。

在設計和制造超大直徑螺旋滾筒時，要以減輕螺旋滾筒自身重量，降低采煤機功率損耗為目的，在本文中，主要深入闡述了超大直徑螺旋滾筒設計和制造過程的重點。

1.螺旋滾筒的設計

對于螺旋滾筒連接盤的厚度，可以使用比常規設計較薄的板材，使用組合焊接從外緣界面進行焊接，加厚齒座焊接處，保證與齒座的焊接強度（如圖1）。

對于連接盤的寬度，如果端盤以及葉片寬度變窄，筒圈以及連接盤直徑就要增大。同時，葉片寬度太窄，其裝煤量就會變小。所以要在其找一個中間平均值。

整體結構：考慮其減重要求以及受力結構，連接盤輪緣板厚要小于輪轂；通水方式：可以從其內側鉆孔，從盲孔端部下截面方向鉆孔相通，焊接完成后，通過該孔對端盤通水，保證其葉片水道與端盤的相通；材料：基于對螺旋滾筒大直徑的要求，對于其螺栓的規格以及級別要求相對比較高?？梢圆捎肸G35CrMo，且具有較好的焊接性能。

對于端盤的結構，可以使用組合結構，加強版內側與端盤形成角焊縫，外側下沿大焊接坡口，組裝齒座后進行焊接。

對于端盤泄密孔，要根據實際情況對泄煤孔的數量樣式進行選擇，要避免對端盤的擠壓，保證截煤效果。

對于端盤壓制，在對端盤壓制時，由于其受力部位靠近外側，難以控制其壓制角度，所以在壓制外徑時，壓制一次后，對其進行測量，確定合理的壓制時間。

對于葉片的設計可以使用與端盤一樣的組合結構，對于葉片的壓制，可以使用分段下料、壓制的方法，將一頭葉片分為4部分，在壓制時保證其外援升角，壓制后進行焊接。

2.螺旋滾筒的制造

2.1注重其螺旋滾筒的焊接質量

對于螺旋滾筒焊接工作，在整個螺旋滾筒的制造過程中的工時占據了40%，同時，螺旋滾筒內的齒座處漏水、齒座脫落以及葉片開裂等情況在一定程度上都是因其焊接質量不足而導致的。所以要根據實際情況，嚴格規范在螺旋滾筒制造過程中的焊接工作，保證其螺旋滾筒的焊接質量。

該螺旋滾筒運用的是CO2氣體保護焊，采用?1.2藥芯焊絲，在焊接之前需要對焊接處的氧化層進行打磨，在焊接過程中要注意對藥皮的清理。通常情況下，是在座式焊接變位機上對螺旋滾筒進行焊接的，可以保證焊縫處于一個相對水平的位置，便于焊接工作人員工作，環縫焊接要保證其焊接的勻速，焊接完成后要通過振動時效來保證焊接內應力可以有效的釋放。還要對螺旋滾筒各個部位的焊接處進行進一步檢查，確保螺旋滾筒的焊接質量。

2.2注重其螺旋滾筒耐磨度的提高

在螺旋滾筒中，其端盤、葉片尾部以及葉片外緣相對于整個螺旋滾筒來說，具有易磨損的特點，注重其螺旋滾筒這種部位耐磨度的提高，可以有效的提高螺旋滾筒的使用壽命，以及采煤機的工作壽命。

2.2.1注重螺旋滾筒端盤耐磨度的提高。在螺旋滾筒中，最先切入煤壁的部位就是端盤，在此過程中需要很強的截割阻力，所以可以在螺旋滾筒的端盤外側進行一定的防護措施，以此來提高端盤的耐磨度。如圖1所示，將耐磨板焊接至螺旋滾筒的端盤外側，將耐磨塊焊接至滾筒中端盤上截深最大的齒上，以此使螺旋滾筒的齒座以及端盤得以更好的保護。同時，因其外側耐磨板處于下面是齒座以及噴嘴座，這種相對比較特殊的位置的焊接點相對比較少，所以保證其焊接點的尺寸控制。另外，為加強其焊接質量，還可以在耐磨板中間以及兩段加工長孔，通過塞焊的方式增加其焊接面，從而提高焊接質量。

在螺旋滾筒中，其工作環境相對比較惡劣，截齒受力相對比較大，在螺旋滾筒筒體側有著4組破壁齒座，可以提高螺旋滾筒的破巖能力，予以端盤足夠的保護。

2.2.2注重螺旋滾筒葉片尾部耐磨度的提高。對于螺旋滾筒葉片尾部輸煤側的防護，當前多數廠家通常是將耐磨材料加至其葉片尾部，用耐磨焊條在其外援堆焊網狀層，并使用耐磨板對齒座進行防護。同時，為增強其耐磨度，在其外援在此堆焊網狀層，確保在焊接時與齒座的緊密貼合，避免出現因焊接夾渣、未熔合等情況，從而導致耐磨板脫落的發生，造成螺旋滾筒無法正常的使用。

結語：隨著社會經濟的不斷發展，對于大直徑采煤機螺旋滾筒的需求會越來越多，本文從螺旋滾筒連接盤的設計進行了分析，然后提出了注重其螺旋滾筒的焊接質量、注重其螺旋滾筒中端盤以及葉片尾部耐磨度的提高等在螺旋滾筒制造中需要注意的事項。

參考文獻：

[1] 蔡中義，王保祥，汪順，周春元.新型大直徑采煤機螺旋滾筒的設計與制造[J].煤礦機械，2012，33（04）：12-15.

[2] 黃明.采煤機制造過程中螺旋滾筒的參數設計[J].黑龍江科技信息，2011（31）：51.

作者簡介： 宋子龍，出生年月 1981年7月，性別 男，籍貫 黑龍江省雙鴨山市集賢縣，民族 漢族，最高學歷 本科，職稱，工程師，研究方向，采煤機設計及采煤機在生產制造方面的改進