隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康快速發(fā)展，對(duì)能源的消耗越來(lái)越大。目前在我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中煤炭占有相當(dāng)大比重，它不僅是重要的化工原料，更是輕、重工業(yè)的支柱，并且煤炭是不可再生資源，所以我們應(yīng)積極響應(yīng)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的號(hào)召，引進(jìn)新的科學(xué)開采理論，提高煤炭資源回收率，開展大傾角急俯斜煤層綜合機(jī)械化開采研究。
大傾角急俯斜煤層采煤的主要特點(diǎn)：1）采煤工作面采下的煤塊能自動(dòng)下滑，從而簡(jiǎn)化了工作面的裝運(yùn)工作，但下滑的煤塊和矸石容易沖倒支架，砸傷人員，給生產(chǎn)帶來(lái)不安全的因素。2）急俯斜煤層頂板壓力垂直作用與支架上的分力比緩斜煤層要小，而沿傾斜作用的分力要大，煤層頂?shù)装宥加锌赡苎貎A向滑動(dòng)，支架穩(wěn)定性差。3）采煤工作面的行人、落煤、運(yùn)煤、支護(hù)、采空區(qū)的處理等各項(xiàng)工序的操作都比較困難，增加了機(jī)械化采煤的難度。
所以，在如此惡劣的條件下實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化開采必須要解決設(shè)備在工作面上的防滑、防倒、防傾覆問題。本文就大傾角急俯斜工況下
刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)做以下分析研究。
1、刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)方面的改進(jìn)
1.1中部槽結(jié)構(gòu)方面的改進(jìn)
中部槽的重量占整機(jī)重量的70%以上，是刮板機(jī)非常重要的基礎(chǔ)部件，所以我們把中部槽做為研究的重點(diǎn)。經(jīng)過認(rèn)真研究，對(duì)中部槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，提高可靠性。
1)在不影響設(shè)備配套性能的基礎(chǔ)上減小銷軌的裝配間隙，防止采煤機(jī)俯采時(shí)銷軌及軌座斷裂；將銷軌座壁厚加厚，防止變形斷裂；軌座加筋板，以提高整體剛度；
2)擋板槽幫推移耳加厚并增加筋板，在推移耳長(zhǎng)形孔內(nèi)加限位塊，調(diào)節(jié)推拉點(diǎn)位置提高推移耳強(qiáng)度。
3)適度增加鏟板槽幫寬度，擴(kuò)大采煤機(jī)行走滑靴的支撐面和支撐高度，以適應(yīng)俯采的工況要求。
4)將中部槽底板改為高強(qiáng)板，材質(zhì)由Q345B改為Q460，提高中部槽整體強(qiáng)度和剛度。
5)中部槽底板下面在寬度方向加防滑筋，提高中部槽的陷底能力、防滑性能。
1.2過渡槽結(jié)構(gòu)方面改進(jìn)
過渡槽是機(jī)頭架與抬高槽之間重要的過渡連接件。過渡槽與機(jī)頭架采取了定位銷及在兩側(cè)面裝配啞鈴板的無(wú)螺栓連接方式，這種聯(lián)接方式既保證了足夠的強(qiáng)度又不占用空間。過渡槽作為連接機(jī)頭與中部的過渡變線段，受力復(fù)雜磨損嚴(yán)重，在過渡槽翼板在采用NM360耐磨板的基礎(chǔ)上翼板內(nèi)鑲嵌耐磨粉塊，不增加刮板輸送機(jī)的整體運(yùn)行阻力；加大過渡槽翼板傾斜過渡半徑由通用設(shè)計(jì)的半徑2米加大到1 0米，同時(shí)大大提高了耐磨性。
1.3刮板輸送機(jī)機(jī)尾防回程煤堆積裝置
針對(duì)刮板輸送機(jī)機(jī)尾回程煤堆積的問題，研制出了一種防止回程煤堆積的裝置有效地提高了刮板輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)目煽啃院褪褂眯Ч哂辛己玫耐茝V應(yīng)用價(jià)值。
其設(shè)計(jì)思路是·需要解決的關(guān)鍵問題是防止回程煤在機(jī)尾堆積；制作應(yīng)簡(jiǎn)單方便，結(jié)構(gòu)緊湊合理；分體設(shè)計(jì)，組合安裝，有利于維修人員更換或者維修；安裝部位能實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，節(jié)約人力和物力；具有通用性，能夠適用于同類型的刮板輸送機(jī)機(jī)尾。
新研制的刮板輸送機(jī)機(jī)尾防回程煤堆積裝置的主要是由3塊梯形鋼板通過主體焊接和鉚接構(gòu)成的。利用刮板輸送機(jī)無(wú)極循環(huán)運(yùn)動(dòng)來(lái)輸送貨載的原理，將2個(gè)新設(shè)計(jì)的部件焊接在機(jī)尾滾筒底座兩壁的上半部，再將另2個(gè)新設(shè)計(jì)的部件焊接在機(jī)尾架兩壁的下半部，使安裝的防回程煤堆積裝置與尾部滾筒保持100mm的距離，讓刮板和煤能夠順利地通過該裝置翻卷到上部溜槽中，同時(shí)注意安裝該裝置要與機(jī)尾螺栓固定。有關(guān)部位焊接完成以后，安裝好的環(huán)形溜槽與機(jī)尾架應(yīng)當(dāng)成為兩個(gè)部分，以方便維修刮板輸送機(jī)機(jī)尾滾筒等部件。再將底板長(zhǎng)度為300mm的L形部件沿著機(jī)尾底座平行裝入。刮板輸送機(jī)刮板所帶出的回程煤沿著此板防回程煤堆積裝置，然后由刮板帶回上部溜槽。
該裝置投入使用后，回空段刮板帶回機(jī)尾的煤均能夠通過此裝置順利地帶入上部溜槽拉至機(jī)頭卸載，如此反復(fù)循環(huán)，不再需要人員站在機(jī)尾處經(jīng)常清理，機(jī)尾再也沒有發(fā)生過堆煤現(xiàn)象。此項(xiàng)成果不僅避免了堆煤清理不及時(shí)壓住機(jī)尾而引發(fā)的設(shè)備損害事故，而且還能防止因人員靠近機(jī)尾而引發(fā)的人身傷害事故，為煤礦采區(qū)的刮板輸送機(jī)機(jī)尾布置和安全保護(hù)探索出了一條新的路子。
2、刮板輸送機(jī)制造工藝方面的改進(jìn)
1)中部槽槽幫鑄造采用樹脂砂鑄造技術(shù)，反復(fù)試驗(yàn)優(yōu)化砂箱排氣孔布局，合理布置澆注冒口位置及冒口大小，以合理的位置保證澆注過程中氣體充分排出，避免鑄件內(nèi)氣孔、冷隔、裂紋、孔洞等鑄造缺陷的出現(xiàn)，提升槽幫的內(nèi)在品質(zhì)；確保槽幫在1500mm長(zhǎng)度上變型控制在2mm范圍（國(guó)內(nèi)廠家控制在3-4mm范圍）。
嚴(yán)格控制槽幫材質(zhì)的各元素含量，調(diào)整稀有元素的配比，嚴(yán)控S和P的含量小于0.0 2%（國(guó)內(nèi)廠家大多控制在0.04%范圍）降低槽幫熱處理及焊接等過程的熱津1生。
優(yōu)化熱處理技術(shù)參數(shù)，使槽幫內(nèi)部材料組織珠光體與馬氏體分布更加趨于合理，從而提高槽幫的機(jī)械性能。
2)通過反復(fù)試驗(yàn)改進(jìn)焊接工藝參數(shù)，提高焊接性能。采用焊前預(yù)熱、打磨坡口清除氧化物及其雜質(zhì)，焊后保溫等措施；采用小電流，多層多道次焊接工藝；對(duì)應(yīng)力集中點(diǎn)和易出現(xiàn)斷裂、撕裂部位通過改進(jìn)焊縫形式，用U形坡口代替單邊V形坡口等消除應(yīng)力集中。
3)中部槽形狀位置公差控制：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求錯(cuò)口上下小于3mm，左右4mm，我們?cè)O(shè)計(jì)專用焊接工藝裝備，保證中部槽焊接形狀位置公差，錯(cuò)口上下小于2.5mm，左右2.8 mm，有效減小了運(yùn)行阻力。
4)機(jī)頭架的材質(zhì)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家普遍采用的是Q345B鋼板，經(jīng)研究采用Q460高強(qiáng)板焊接結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提高1 0%。
經(jīng)實(shí)踐證明，刮板輸送機(jī)按上述方案進(jìn)行改造后，能夠適應(yīng)大傾角急俯斜綜采工作面傾斜嚴(yán)重，受力狀態(tài)異常等惡劣工況下的使用要求，有效的延長(zhǎng)了刮板輸送機(jī)整機(jī)的使用壽命，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
相關(guān)輸送機(jī)產(chǎn)品：
1、
皮帶輸送機(jī)
2、
刮板輸送機(jī)
