礦用刮板輸送機的改進設計研究

楊 青

（陽煤集團和順新大地煤業有限公司， 山西 和順 032700）

引言

刮板輸送機由于其優異的運輸能力而被廣泛應用于煤礦生產企業，其中最常見的一類刮板輸送機為整體鑄焊型刮板輸送機。該類刮板機在運行過程中常會出現磨損嚴重或結構設計不合理等問題。因此，為使刮板輸送機環境適應能力更強，則需要從結構及工藝兩個方面來對刮板輸送機進行改造。

1 刮板輸送機結構改造方案

1.1 機頭機尾結構的改進

1.1.1 可拆卸式耐磨上沿的設計

通過對刮板機運行過程中各個部件磨損情況進行統計分析可知，刮板機前后溜機頭過渡槽、機尾伸縮槽槽幫沿及機尾上沿的磨損較其他部位的磨損更加嚴重，因而可在將槽幫沿加厚的同時為溜槽加裝可進行拆卸的耐磨損上沿。耐磨上沿的結構示意圖如圖1所示，其主要構成部分有上沿、銷、起吊環、筋板等，呈圓弧形狀，將上沿a和上沿b焊接，在A面和B面上加工銷孔，將銷和起吊環焊接到上沿上，從而完成整個安裝過程。銷和起吊環分別具有定位和吊裝的作用。該上沿的改進處為在上沿處加工有可加裝焊接筋板的缺口，加裝的筋板材質為BTW 1板，加裝后可有效提高上沿的耐磨性能。而采用分段焊接的方式，具有拆卸方便、穩定性高的優勢，從而有效解決了上沿易發生磨損的問題，延長了其使用壽命[1]。

1.1.2 分體鏈輪設計

刮板輸送機在運行過程中，刮板鏈和鏈輪會發生周期性的嚙合和分離，因而會產生一定程度的磨損，相比刮板鏈而言，鏈窩的磨損更為嚴重。針對此現象，可將鏈輪由整體加工的方式變為上下分體方式，針對鏈窩在實際運行過程中發生的磨損程度不同而旋轉180°[2]，進而使發生磨損的程度更加均勻，將其使用壽命得到延長，其結構如圖2所示。

圖1 可拆卸耐磨上沿結構示意圖

圖2 分體鏈輪結構示意圖

采用分體鏈輪結構方式具有如下優點：采用分體結構在進行鏈輪的安裝、更換及維修時操作更加簡單，降低工作的復雜程度及鏈窩磨損的不均勻程度，該工藝對毛坯結構件的加工尺寸和鍛造質量要求可有效降低，易于安裝，工作量及工作的復雜程度有效減小，將鏈輪的使用壽命提高了1倍以上。

1.2 刮板鏈結構的改進

刮板機的中部槽是刮板鏈及物料的運行通道，因而其受到刮板鏈的磨損較為嚴重，尤其是與刮板鏈直接接觸的壓板更容易產生斷裂故障。因此可將壓板制作成三眼增強型，螺栓呈“E”型布置，選用40Cr材質加工鍛造而成，耐磨性能大大提高，預緊力有效增強，可減少松動及斷裂故障的出現，提高其使用壽命，三眼增強型壓板如圖3所示。

圖3 三眼增強型壓板圖

1.3 中間部分結構的改造

1）通過在中部槽上沿加裝焊接14mm厚的NM360型耐磨焊板，可有效增強其耐磨性能，使用壽命得到延長，如圖4所示。可通過在鋼板上加工長孔，選取塞焊工藝以保證焊接質量。

圖4 中部槽改進結構圖（mm）

2）進一步對中部槽中板的中板厚度進行優化處理，最終確定為δ45mm，耐磨板材質選用hardox450型，封底板厚度最終確定為δ30mm，耐磨板材質選用hardox400型，從而使其耐磨性能得到進一步提高。同時應將溜槽槽幫底沿進行加寬處理，以防發生因底板脫落而導致刮板出槽事故的發生。

2 熔覆技術在新型刮板輸送機上的應用

熔覆技術可分為焊接和激光兩種不同的類型，隨著科技的發展，熔覆技術也被引進到刮板輸送機制造工藝中來，其中以激光熔覆技術應用最為廣泛，該技術可用于對零部件進行強化及修復，可有效延長零部件的使用壽命，具有顯著的技術及經濟效益。

2.1 焊接熔覆的應用

針對輸送機中間槽鏈道處容易發生較為嚴重的磨損，可選用相關材質的焊絲進行焊接熔覆處理，可通過補焊方式將鏈條下方或者鏈道立面凹溝的磨損填平，最后再進行熔覆處理。通過對易磨損部位進行補強處理，以保證刮板機使用的可靠性。采用耐磨焊絲對齒軌進行熔覆處理，可實現焊絲與原材質的高度融合，熔覆后的齒軌表面不會有裂紋出現，同時可達到800MPa的破斷強度，韌性很好，可進行機械切削加工[3-4]。

2.2 激光熔覆的應用

作為一種性能優異的熔覆技術，激光熔覆技術具有熱應力小、變形小等特點，是刮板輸送機易磨損部位最主要采用的熔覆方式，如圖5所示。針對已經發生嚴重磨損變形的底板，若進行更換時，可先對其進行網狀激光熔覆處理以提高其強度及耐磨性能，增加其無故障運行時間，實現維修成本降低及使用壽命延長的雙重功效。

圖5 激光熔覆方式示意圖

3 工藝改進

1）嚴把材料質量關，對進場的原材料及時取樣，檢驗其化學組成成分，同時進行拉伸、沖擊、耐磨性等各項性能實驗，各項檢驗結果規定后，才可進行生產及加工。

2）有效處理中部槽的下料、成型、焊接及機械加工。對于部分厚度較大的中板下料后，若坡口需要焊接則采用氣割工藝，對于中板不需要焊接的部位，則可進行機械加工。中板屬于刮板機重要零部件，生產量較大，采用氣割方式對中板焊接坡口進行處理，可有效降低制造成本及時間。采用氣割工藝時要對試樣進行力學試驗，同時與采用機械加工的中板進行拉伸及沖擊對比試驗，確保中板焊接坡口能夠滿足氣割的要求[5]。中部槽成型采用專用工裝的方式，工裝具有成型精度高、定位精確的優勢。對中部槽的焊接采用機械手方式兩邊對稱焊接，采用該種方式可將焊接變形量得到有效控制。

3）鏈輪體加工，鏈輪需要較高的加工精度，應由數控車床來完成加工，提高加工質量。

4 結語

對現有刮板輸送機在結構設計及使用上的不足進行了研究改進，使其滿足了綜采工作面的要求，保證了實際的生產效果，為提升刮板輸送機的工作可靠性提供了理論指導。