淺析礦用刮板輸送機結構部件存在問題及改進方法

郝躍峰

（霍州煤電集團晉北煤業有限公司 ，山西 靜樂 035100）

0 引 言

礦用刮板輸送機在工作過程中，由于井下環境比較惡劣，常常是煤塵嚴重，灰塵大，通風不良等情況，從而導致刮板輸送機的關鍵部件受損。而刮板輸送機關鍵部件的狀態直接影響整個礦井生產。尤其是工作面采煤過程中，刮板輸送機在煤炭、矸石和采煤機復雜的環境中長時間運行，并且受到他們的沖擊。這就使得中部槽磨損、鏈輪組件失效，影響到其他部件的正常使用[1]。其中，為了延長刮板輸送機的使用壽命，將改進輸送機部件的結構。針對輸送機中部槽、鏈輪傳動結構、機架進行改進，采用具有性能優良的中部槽、故障率低的鏈輪傳動部以及密閉型的機架，通過這些方式可以顯著改變輸送能力，從而提高礦井生產的安全性和高效性。

1 中部槽存在問題及改進方法

1.1 中部槽缺陷

礦用刮板輸送機中的中部槽結構如圖1所示。受采煤機、煤巖石作用等影響，磨損是中部槽產生故障、發生失效的主要因素，中部槽磨損后主要表現形式有鏈道磨痕、穿透形貌、撕裂、變形[2]，實物詳見圖2所示。

圖1 刮板輸送機的中部槽結構

1.2 中部槽改進

針對中部槽磨損問題，本次提出在中心和底部進行焊接處理，考慮到SGZ1000/3×1000型號刮板輸送機，中部槽寬度改為寬1m和長為1.75m[3]。材料6BM的延伸率、斷面收縮率、沖擊韌性、硬度等性能均較好，還可以進行鑄造工藝、熱處理和焊接分級工藝，性能穩定可靠，因此，刮板輸送機中部槽材料選用6BM。在采煤過程中，中部槽由于壓縮和摩擦，軌道座椅經常磨損，變形嚴重，甚至斷裂。對于磨損和變形較小的軌座進行局部修復焊接，或者是整體修復。對于嚴重變形和部分損壞的軌道座椅直接更換軌座。在中部槽維修過程中，最苛刻和最難以更換的是中部槽在高度方向上的定位，在更換時設置微調工具，使中心板和接口板在高度方向上定位。可以提高生產效率，同時提高維修的精度。

2 鏈輪傳動故障及改進

2.1 鏈輪故障分析

刮板輸送機鏈輪故障統計分析詳見表1所示。鏈輪傳動結構的故障類型主要為三類，分別為軸承故障、潤滑不良和密封浮動。刮板鏈輪組件長時間工作，導致潤滑效果下降而產生的磨損，固定螺栓的斷裂，傳動部件漏油等。常見的有接鏈環斷裂、底鏈卡住等故障[4]。將鏈輪組件發生故障的原因進行總結，一是在運行中，鏈輪的強度不夠，產生了疲勞磨損，從而縮小了使用壽命；二是一旦發生過載現象或者斷裂等情況，會使鏈輪產生斷裂；三是較多鏈輪的組件潤滑效果較差，加劇了零部件之間的磨損。

表1 刮板輸送機鏈傳動系統鏈輪故障分析

2.2 鏈輪傳動結構改進

因嚙合原因造成刮板輸送機鏈條斷裂或者磨損，根據鏈條損傷情況采取更換或者調整。如果磨損程度較大，可以對調換鏈輪的方向，或者進行替換。軸承的損害程度過大，要及時更換軸承。經常檢查機械的排氣孔，若發生堵塞，要及時疏通排氣孔。在日常保養中，要及時測定潤滑油的溫度。一旦發現油質變差，需要及時更換潤滑油。針對潤滑油密封不良，采取在鏈輪軸上加寬卡槽，鏈輪傳動組件上安裝油箱的花鍵軸端，保證鏈輪和減速器的端面距離在2mm，從而避免卡槽的脫離。安裝O形密封圈，在O形圈存在下，密封效果良好，避免潤滑油泄漏，從而阻止煤塵雜質的進入。

3 其他結構組件改進

3.1 存在的問題

隨著生產能力的提高，刮板輸送機輸送量也隨之增加，經常會出現電機壓死等情況。這就導致大量原煤積聚在槽體中。此時，工人需要使用鐵鏟進行清理，不僅增加勞動強度，而且還嚴重制約了運輸能力。刮板槽體的橫截面積小，無法快速運煤，滿足不了大量生產的需求。刮板是使用鑄鋼為材料，抗彎性能較差，尤其當煤量增加時，刮板需要承受較大的動態載荷和靜態載荷，刮板的中間變形嚴重，更換比較頻繁，影響了刮板的工作效率。另外，刮板的橫截面窄、推煤量小，無法滿足目前的運輸要求。

3.2 結構組件改進

（1）改進型刮板。

為了使刮板輕量化，該設計基于材料少，強度高的原理，采用了多種方案，實現對刮板輸送機刮板結構的優化。在改進設計中，改變了刮板的形狀，重新計算了橫截面所需的尺寸，其刮板強度顯著增強，也考慮到了刮板的互相性使用要求[5]，改進設計的刮板采用H型，詳見圖3所示。H型刮板鋼的結構具有強度高、耐磨性和韌性好等優點，刮板的兩面都可使用，延長了設備的壽命。

圖3 改進刮板

（2）密閉型機架。

考慮到在煤炭的運輸過程中有很多煤塵，因此工人的工作環境較差，在設備上也很容易產生煤塵沉積，從而造成機電事故，導致電路中斷，也會造成輸送機皮帶打滑、影響照明等問題，這些現象都會影響機電設備的正常運行。根據實際的工作環境，論文提出了一種密閉型機架。圖4表示的是一種全封閉框架，其頭部和尾部框架由一個護罩進行密封，而中間槽體則使用了蓋板，以實現全封閉操作，這減少了車間的灰塵，同時可以保護工作環境。

圖4 密封式機架

4 運用效果

某礦在安裝了改進后的SGZ1000/3×1000型刮板輸送機，在1502工作面生產過程中，沒有再出現過斷鏈和堆煤的問題，刮板輸送機跟機效率好。現在1502工作面已采完，中部槽受磨損較輕，均在合理范圍內。1502工作面生產過程中對刮板輸送機故障記錄詳見表2，從表2中可以看出中部槽選擇的6BM綜合機械性能好，采用微調工具對中部槽進行修理，保證了維修效果，通過對礦用刮板輸送機中部槽、鏈輪傳動、刮板等結構材料、工藝等方面改進，顯著提高了刮板輸送機的使用壽命、安全性、可靠性，減少了維護的次數。

表2 刮板輸送機故障統計表

5 結 論

礦用刮板輸送機常處于大煤塵、多潮濕、少風等惡劣工作環境，其結構部件容易受損，故障頻率高。為了改善刮板輸送機耐用性能，提高中部槽、鏈輪轉動、刮板等結構使用壽命，分別淺析了結構存在問題，并提出了相應改進措施，其結論主要為：

1）中部槽磨損主要有鏈道磨痕、穿透形貌、撕裂、變形等形式，分別從中部槽尺寸、材料、維修工藝提出了改進措施。

2）鏈輪傳動結構的故障類型主要為軸承故障、潤滑不良和密封浮動，提高檢修頻率，加寬卡槽，安裝油箱花鍵軸和O形密封圈，阻止煤塵雜質的進入，及時進行維修、疏通排氣、更換等措施。

3）為了提高刮板抗彎能力、阻止煤塵入侵密封裝置，刮板輸送機結構件中刮板采用強度高、耐磨性和韌性好的H型刮板和密封性能優良的機架。

4）改進的刮板輸送機在1502工作面生產期間表明，既滿足了生產需求，而且具有強度高、壽命長、容量大、低故障率等優勢。