【文章內容簡介】 30～760mm 增大到 980～ 1100mm，鏈速從 1m/s 左右增大到 ，刮板輸送機的功率已達 1600kW。 3 國外刮板輸送機發(fā)展概況 自世界上第一臺刮板輸送機誕生以來，經歷了半個多世紀的不斷研究、試驗、改進，刮板輸送機已成為煤礦運輸的主要設備。目前世界上生產刮板輸送機的國家主要有德國、美國、英國、澳大利亞、日本等，機型從輕型、中型到重型、超重型，裝機功率已發(fā)展到 3 700kW。保護形式有：彈性聯軸器、限矩型液力耦合器、雙速電機、調速型液力耦合器、軟啟 動 (CST 可控傳動裝置、閥控調速型液力耦合器、交流電機變頻調速技術三種軟啟動裝置 )等等 [4]。 上個世紀 90 年代后期，國外工作面刮板輸送機裝機功率達到 3 700kW或 3 855kW，現在已達到 3 1250kW，溜槽內寬也由 1000mm 擴大到1250mm，鏈條直徑Φ 48～Φ 52，中板厚度 50mm 以上，運輸能力達到 4500t/h以上 [1]。 目前，國外工作面輸送機的運輸能力最大可達 2500t/h，水平運距可超過300m，鏈子直徑達到 34mm，而且出現了比同直徑圓環(huán)鏈強度高的橢圓截面刮板鏈和采用新工藝生產的緊湊鏈 等新型鏈子。使用電機單臺功率超過400kW，整機功率超過 1000kW，減速箱、中部槽等部件采用了新的材料和制造工藝，因而使用壽命大大提高，減速箱整體大修壽命達 3 年以上，溜槽過煤量可超過 200 萬噸 [5]。英國于 1986 年安裝了 9 臺雙中鏈側卸式刮板輸送機，溜槽制造工藝和材料都有一些突破，使用壽命大大提高。為解決液力聯軸器在過載或輸送機被卡死的情況下噴出高溫油而引起火災、瓦斯爆炸等事故問題，人們也研制成功了防火液力聯軸器。用水代替液壓油做媒介的新型液力聯軸器的研究工作亦有所進展 [6]。 刮板輸送機的發(fā)展趨勢 輸送機的運輸量大，設備功率大。其生產能力能適應采煤機的要求，保證將采煤機采落的煤及時運出。為了增大運輸量可采取增大溜槽裝載斷面、提高鏈速和增大設備功率等措施。因此，總結以上內容，可知刮板輸送機將向以下幾個方面發(fā)展： （ 1）向大型化發(fā)展。裝機功率為 2 800kW~4 800kW，輸送能力為 4 2500~4500t/h，輸送距離為 300~350m，鏈條規(guī)格為Ф 48~Ф 52mm，溜槽內寬為 1300~1500mm。 （ 2）向高耐久性，高可靠性方向發(fā)展。減速器耐久性試驗指標應通過1500~2022h 耐久性試驗，輸送機溜 槽過煤量大于 6Mt，事故率小于 3%。 （ 3）向智能化自動化方向發(fā)展。采用 CST 可控驅動裝置和 ACTS 自動調鏈裝置及工況監(jiān)測系統(tǒng)等。 （ 4）向標準化、規(guī)范化方向發(fā)展。輸送機另部件普遍標準化，規(guī)范化，保證設計、加工質量和水平。 （ 5）向高適應性發(fā)展。適應不同綜采工藝的工作面刮板輸送機將會繼續(xù)發(fā)展，如綜放工作面刮板輸送機、刨煤機用輸送機等繼續(xù)得到發(fā)展。 刮板輸送機改進 刮板輸送機的主要問題 國外幾家著名公司現在生產的重型刮板輸送機一般都可以整機無故障過煤 600 萬 t 以上，有些可達 1200 萬 t。而國產 刮板輸送機的過煤量是很低的。故提高國產設備的可靠度，是刮板輸送機發(fā)展的主要問題。 刮板鏈的強度問題是國產刮板輸送機的大問題。由于磨損、疲勞、自身質量差、銹蝕等原因，使新鏈條在使用 3 個月后斷鏈事故明顯增多。國產刮板輸送機的聯接螺栓可靠性普遍較差，機頭、機尾推移部上的聯接螺栓經常出現拉斷現象，造成推移困難 。鏟煤板和刮板上的螺栓經常出現松動、脫落，造成零件丟失，影響鏟煤和運煤效果。影響中部槽的可靠性和壽命的主要原因是中板的磨損和聯接頭強度不足。 刮板輸送機的改進 隨著刨煤機和深截式采煤機的出現，煤礦生產 進入了機械化時代。為了適應這種情況，刮板輸送機應該向沿水平方向和垂直方向可以彎曲，為采煤機提供運輸軌道，雙鏈牽引，多電機驅動，并能隨著采煤機的運行及時推移的方向改進。同時，為與綜采設備相適應，要求采用高效重型可彎曲刮板輸 5 送機，其結構應向著短機頭、大功率、高鏈速、高強度的中部槽和鏈條等方向改進，運量不斷增大，可靠性不斷提高。伴隨著科學技術的不斷發(fā)展，大功率工作面輸送機逐漸成為主流，即高產高效輸送機，從而使輸送機應具有如下特點：大功率、大運量、長運距、高可靠性、長壽命，其功率和運量應增大 2～ 3 倍。 6 第 2章 刮板輸送機分類及作用 刮板輸送機的分類 按刮板鏈的形式分類 按刮板鏈的形式可將工作面刮板輸送機分為四種：中雙鏈型；邊雙鏈型；準邊雙鏈型和中單鏈型。 中雙鏈型刮板輸送機的兩條圓環(huán)鏈在刮板中部用 E 型螺栓固定在刮板上，鏈條的中心距不大于中部槽寬的 20%。由于鏈條不在槽幫鋼內運行，鏈環(huán)直徑不受限制，從而可以增加鏈條的強度，因此，可以適用于重型和超重型刮板輸送機。有鏈子受力較均勻，彎曲性能較好等優(yōu)點，使用效果較好。缺點是運行阻力較高，并且在煤質較硬，煤 的塊度大的情況下，運輸效果不佳，不宜采用。 中雙鏈鏈條采用長鏈段，兩條鏈子必須配對出廠和使用，以保證其長度有較小的偏差，減少受力不均現象。 邊雙鏈型刮板輸送機的兩條圓環(huán)鏈在刮板兩端用連接環(huán)與刮板連接，每節(jié)鏈條的長度就是刮板的間距，因此，鏈條都是短節(jié)。鏈條和連接環(huán)在槽幫鋼的槽內運行，刮板的空間較大，能運輸較大的煤塊，這種鏈子的預張力較小，運行阻力小，適應性強，因此，得到廣泛應用。缺點是兩條鏈子受力不均，刮板易歪斜；刮板中間受力大，易彎曲；由于鏈環(huán)與連接環(huán)在槽幫內運行，空間受到限制，不能 使用較大的圓環(huán)鏈，強度受到限制。 準邊雙鏈型刮板輸送機的兩條圓環(huán)鏈在刮板中部連接，鏈條的中心距不小于中部槽寬的 50%。它具有邊雙鏈和中雙鏈的優(yōu)點，適用于超重型刮板輸送機。缺點是運行阻力高。 準邊雙鏈鏈條也采用長鏈段，其要求同中雙鏈。 7 中單鏈型刮板輸送機的圓環(huán)鏈在刮板中間用 U 型螺栓連接，刮板兩端在槽幫內運行，這種鏈子結構簡單，整體彎曲性能好，與邊雙鏈相比鏈子無受力不均現象。與中雙鏈相比結構更簡單，不存在鏈子受力不均現象，且彎曲性能更好些。缺點是一股鏈子強度受到 限制，不適用于功率較大的輸送機，且刮板兩端磨損后，稍有歪斜就易出槽。運行阻力比邊雙鏈稍高。 按卸載方式分類 刮板輸送機呈直線形，貨載從輸送機一端卸載，與輸送機呈一直線，這種型式的輸送機結構比較簡單，當前大部分綜采工作面使用這種型式的刮板輸送機；它的缺點是空鏈易帶回煤，增加功率消耗，卸載有一定的高度，易產生煤塵。 刮板輸送機呈直線形，機頭部搭在工作面運輸巷轉載機上，借助圓弧犁形卸煤板將煤從機頭架主卸載斜板呈 90?卸到轉載機上，這是煤的主流，約占輸煤量的 70%～ 75%；約有 15%～ 20%的煤從副卸載斜板卸到轉載機上，這是副流；最后約有 5%～ 15%的粉煤繞過鏈輪通過底部卸入轉載機。 這種輸送機主要優(yōu)點是側卸式輸送機卸載前由于弧形板的作用，煤平穩(wěn)地滑入轉載機中，避免了端卸式時的堵塞堆積和煤塵的產生，改善了勞動環(huán)境；由于弧形板的作用將帶有動量的大快煤扭轉 90?，使其與轉載機運行方向相同后再卸入轉載機內連續(xù)運行，避免了端卸時煤流要停頓后再起動的能量損失和對輕載機的沖擊，從而降低了轉載機的功率消耗，提高了傳動件的可靠性和轉載機的使用壽命；從弧形板下被刮板鏈帶走的粉煤經機 頭鏈輪卸到回煤罩內，由返回刮板鏈拉到轉載機上方，從機頭底槽的開口卸到轉載機內，因此，減少了刮板輸送機的回煤阻力；由于煤流不在端頭卸載，不需要卸載高度，因而機頭高度可以降下，且伸到工作面運輸巷中，采煤機可以行走到接近機頭，便于自開切口。 把工作面刮板輸送機與工作面運輸巷轉載機連成一體，把工作面的煤直接卸到工作面運輸巷帶式輸送機上，取消了轉載機。 8 交叉?zhèn)刃妒焦伟遢斔蜋C的機頭與轉載機的機尾做成一個整體。兩個輸送機的上、下鏈相互交叉穿過，從上向下的順序是輸送機上鏈、轉 載機上鏈、輸送機下鏈、轉載機下鏈。輸送機機頭上槽的煤通過弧形板轉卸入轉載機上槽，輸送機下鏈帶回的煤落入轉載機下槽，由轉載機下鏈帶到機尾輪后翻到上槽運走。 由于輸送機的機頭與轉載機機尾是一個整體，所以，推移輸送機機頭時，轉載機也必須隨之移動。 交叉?zhèn)刃妒焦伟遢斔蜋C的特點是機頭架高度比普通側卸式低，一般可降低 200～ 300mm。由于機頭高度的降低，為采煤機自開切口創(chuàng)造更有利的條件。 按中部槽結構分類 開底式刮板輸送機就是中部槽的下槽為敞開式，目前使用較為普遍。這種中部槽的重量輕， 結構簡單，下槽發(fā)生故障便于處理；缺點是剛度小，易磨損變形，阻力大，壽命短，不適合松軟地板使用。 封底式刮板輸送機就是中部槽的下槽為封閉式。這種中部槽剛度大，刮板鏈在下槽運行阻力??；由于封底與工作面底板接觸面積大，適合松軟底板使用。為了便于下鏈的檢查修理，在每隔數節(jié)中部槽安裝一節(jié)帶檢窗口的中部槽，窗口開在溜槽中部，尺寸以能修換鏈段和連接鏈環(huán)為度，窗口用活動蓋板蓋嚴。 分體中部槽刮板輸送機就是把易磨損的上中部槽體做成活的，用螺栓與下槽體固定，下槽體把鏟煤板、擋煤板 、封底板焊成一體，提高了整機的剛性與強度，且具有封底面槽的優(yōu)點。 整體焊接中部槽刮板輸送機就是把溜槽兩側槽幫分別與鏟煤板、擋煤板座焊接在一起，取消溜槽與其附件的連接螺栓，從而減少了輸送機的維修工作量。 9 框架式中部槽刮板輸送機就是把普通中部槽置于一個鏟煤板、擋煤板座、封底板焊在一起的框架中，用銷子固定，整機具有較強的剛性與強度，提高了中部槽的可靠性；缺點是中部槽的重量增加幅度較大。 鑄造式中部槽刮板輸送機就是把中部槽槽幫鋼與 鏟煤板、擋煤板鑄造在一起，再焊上中板與底板，從而實現中部槽無螺栓連接，這種刮板輸送機具有框架式中部槽刮板輸送機的各種優(yōu)點，且減少了大量鋼材的切割與焊接，降低了制造成本。 按采煤機牽引方式分類 在輸送機機頭和機尾部裝有采煤機牽引鏈的固定及張緊裝置，沿輸送機縱向中部槽的擋煤板側裝有采煤機導向管。 在輸送機靠擋煤板側裝有齒條或銷軌，采煤機的行走齒輪與其嚙合而實現牽引。 刮板輸送機作用 采掘下來的煤或其它有用礦物，只有運出礦井才有使用價 值。因此，運輸是煤炭生產過程中非常重要的一部分。刮板輸送機是煤炭裝運的第一個環(huán)節(jié)，因此，刮板輸送機的輸送能力在很大程度上決定了采煤工作面的生產能力和效率。然而，井下運輸在工作面和巷道中進行，巷道是根據煤層條件，按開采方法的需要，綜合各種要求，在煤層或巖石中開鑿出的。因此，井下運輸條件的特點是：在有限斷面的巷道內運行；線路是水平和傾斜交錯連 接；運輸的貨載品多種多樣；裝載點常常變更，有的線路需經常延長或縮短；機械化采煤連續(xù)生產、小時生產率高；環(huán)境濕度大，有的工作地點有沼氣或煤塵。由此可見，作為為采煤工作面和采區(qū) 巷道運煤的機械 —— 刮板輸送機在使用中，要承受拉、壓、彎曲、沖擊、摩擦和腐蝕等多種作用，必須要有足夠的強度、剛度、耐磨和耐腐蝕性。由于它的運輸方式是物料和刮板鏈都在 10 槽內滑行，運行阻力和磨損都很大。但是，在采煤工作面運煤，目前還沒有更好的機械可代替它。只能從結構上、強度上和制造工藝上不斷研究改進，使它更加完善、耐用。由此可見，刮板輸送機是煤炭等礦物運輸中必不可少的運輸機械。 刮板輸送機在煤礦井下綜采工作面中主要承擔的任務是將采煤機采下的原煤連續(xù)不斷地運往轉載機，確保綜采工作面的原煤連續(xù)運出。 11 第 3章 刮板輸送機組成及作用 組成部分 本機由主機、組裝擋板、組裝鏟煤板、機頭推移部等四部分組成，如圖31 所示。其中主機包括機頭傳動部、機尾傳動部、機頭過渡槽、中部槽、 1米調節(jié)槽、 米調節(jié)槽等；組裝擋板包括機頭過渡槽擋板、機尾過渡槽擋板、中部擋板、 1 米擋板、 米擋板、機頭和機尾擋板；組裝鏟煤板包括機頭過渡槽鏟煤板、中部鏟煤板、 1 米鏟煤板、 米鏟煤板等；機頭推移部包括機頭推移梁和底座；機尾推移部包括機尾推移梁和底座。 圖 31 刮板輸送機 1— 機頭部； 2— 刮板鏈； 3— 中部槽； 4— 擋煤板； 5— 鏟煤板； 6— 機尾過渡槽； 7— 推移裝置 12 機頭傳動部和機尾傳動部 機頭傳動部和機尾傳動部是本機的動力部分，它們均包括牽引板、機頭、減速器、液力耦合器、電動機連接盤和電動機；另外，機頭傳動部還有閘盤緊鏈裝置，機尾傳動部還有減速器連接盤。 機頭部和機尾部結構 圖 32 中單鏈刮板輸送機機頭部 1— 墊塊； 2— 減速器； 3— 盲軸； 4— 鏈輪； 5— 撥鏈器； 6— 護軸板； 7— 墊塊； 8— 緊鏈裝置； 9— 聯軸器； 10— 連接筒； 11— 電動機； 12— 機頭架 機頭主要由機頭架、鏈輪、撥 鏈器、機頭軸、護板等部分組成。如圖 32所示 13 為了適應滾筒采煤機自開切口長度的要求，可采用短機尾。為了便于自開切口與錨固和推移機頭及機尾，可將機頭和機尾布置在順槽內，因此要求順槽斷面較大。