薄煤層電牽引采煤機的技術改進

尚存正

（山西寧武德盛煤業有限公司， 山西 寧武 036700）

引言

近年來，隨著我國基礎工業發展水平的不斷提高，電力電子工業技術得到了廣泛的應用，且越來越多的煤礦企業在進行井下開采的過程中將采煤機的牽引形式由液壓牽引改為了電牽引。采用電牽引形式的采煤機相較于液壓牽引的采煤機來說，其牽引速度較大、運行較穩定、安全性高，不僅維修操作方便，而且制造成本低，經濟效益高，但盡管如此，在實踐應用期間，電牽引采煤機還存在著不少的問題。某礦在進行井下開采時，所利用的采煤機為MG200/456WD 型電牽引采煤機，在開采期間，由于工作面的開采環境復雜惡劣，生產條件差，以及采煤機的設計不合理等原因，使得該采煤機不能進行正常作業，由此導致煤礦企業的生產受到了影響，經濟效益降低。故對該電牽引采煤機進行故障分析，并提出相應的改進措施，提高采煤機運行的穩定性和安全性是十分必要的。

1 MG200/456WD 型電牽引采煤機概況

MG200/456WD 型電牽引采煤機的最小開采高度為1.1 m，最大開采高度為2.2 m，整個機身的高度為853 mm，重量為22 t，一次進刀的截深為630 mm，在對工作面進行開采的期間，可適應的煤層傾角范圍較大，最大可達到25°，且采用的是擺線輪-銷軌無鏈牽引的方式，由此帶來的最大牽引力為440 kN，最小牽引力為220 kN。通過對工作面的實際開采情況進行分析可知，該電牽引采煤機主要存在的問題有：由于該工作面煤炭的硬度較大，在開采期間，該采煤機的搖臂壓盤上的螺栓會發生較劇烈的振動，從而導致螺栓發生松動，機頭的油液發生泄漏；其次采煤機的離合結構在工作期間出現了異常，不能正常啟動；用來固定調高千斤頂的彈性線圈在生產過程中產生了磨損，同時銷軸在煤塊沖擊力的作用下來回竄動和脫落；此外該電牽引采煤機的拖纜裝置布置不合理，導致電纜發生了較大程度的磨損。

2 MG200/456WD 型電牽引采煤機故障原因的分析

2.1 搖臂壓盤用螺栓松動

該電牽引采煤機的截割機構主要是通過安裝在搖臂上的電動機來進行驅動的，每個搖臂上安裝電動機的數量為2 臺，功率為100 kW，并通過齒輪減速箱行星機構以及滾筒來完成煤壁上煤炭的截割、破落和裝運工序。但在割煤期間，由于工作面煤炭的煤質較硬，故在工作時，由于截割滾筒不斷振動，導致壓緊滾筒聯接套上的壓盤也在不斷振動，從而使得壓盤上的螺栓在振動的作用下發生松動，同時由于沒有對該螺栓采取任何的防松措施，造成了螺栓松動程度的不斷增大，且對油液的浮動密封失去作用，使得油液不斷泄露[1]。

2.2 離合機構異常

該電牽引采煤機的離合機構主要是用來實現截割滾筒的旋轉和離合的，并使套在搖臂軸上的離合齒輪可以沿著花鍵進行前后移動。但在實際應用過程中發現，由于離合機構的定位盤在對轉動角度進行標注時，標注不合理，且齒輪牙型的精度較低，因此在將專用手把放在定位盤上“合”的位置時發現，離合機構上并沒有使得搖臂軸上的離合齒輪恰當的嚙合，僅僅只有2/3 完全地嚙合了，此外當專用手把處于定位盤上“分”的位置時，該離合齒輪也沒有完全地脫開。這種現象的出現，使得割煤過程中采煤機的聲音出現了異常，且由于齒輪嚙合脫開不完全，導致齒輪的受力不均勻，磨損程度較大，此時離合機構出現異常，不能發揮應有的作用。因此一旦采煤機截割滾筒上的截齒由于損耗嚴重需要更換時，離合機構并不能對滾筒旋轉起到停止作用，故只能通過斷電來使得采煤機停止作業，以此來進行截齒的更換和維修，這一過程耗時較長，極大地影響了煤礦開采的進行，并對井下工人的安全造成了一定的威脅。

2.3 調高千斤頂彈性線圈磨損

為了實現調高油缸的伸縮作用，在割煤過程中適應煤層采高的變化，將搖臂上升到割煤所需要的位置，其油缸的缸體是鉸接在減速箱的支撐座上的，且活塞桿與搖臂的回轉腿連接，同時通過換向閥或者調高按鈕來實現油缸高度的調節。該電牽引采煤機的千斤頂銷軸是通過彈性線圈來固定的，但在實踐過程中，由于煤炭硬度較大，工作面高度變化復雜，其調高千斤頂上下起動的次數較多，關節軸承轉動的角度范圍大，因此銷軸極易發生上下竄動現象，從而導致彈性線圈發生磨損失效，使得銷軸進一步脫落，關節軸承受損，造成調高千斤頂異常，不能正常進行作業，由此影響煤炭的生產。

2.4 拖纜裝置設計不合理

電牽引采煤機在進行正常開采的過程中，為了保證足夠的動力來源，其電動機的電纜通常會隨著采煤機的不斷推進而向前移動，在這個過程中拖纜裝置是十分必要的。通過該裝置，可以使電纜在拖動過程中的磨損程度減小，且不會承受過大的拉力，同時由于電纜槽內安裝有電纜夾，并將拖纜裝置固定在電控箱上，故電纜在拖動時，可以較順利地進入電控箱內。但由于采煤機的機身高度為853 mm，電纜槽的高度為614 mm，因此當采煤機一次進刀完成后，在工作面采煤機機頭與機尾發生轉向時，由于轉向的半徑較大，而實際可操作的空間比較小，故電纜在拖動時常常會和電纜槽發生擠壓，由此造成電纜的損傷，或者水管的破裂，從而導致設備異常，嚴重時甚至會導致設備失爆現象的發生[2]。

3 對MG200/456WD 型電牽引采煤機的改進

3.1 搖臂壓盤用螺栓的改進措施

為了防止由于工作面煤炭較硬，截割滾筒振動而造成的壓緊滾筒聯接套上的壓盤也發生振動，從而導致螺栓發生松動現象的出現，在該電牽引采煤機搖臂滾筒壓蓋的螺栓頭上進行了打孔作業，并使用直徑為4 mm 的鉆頭在螺栓上鉆出了兩個通孔，通過這兩個孔，利用鐵絲將搖臂滾筒壓蓋上的六條螺栓連接在了一起，使其成為了一個整體。采用這一措施后，螺栓的松動明顯減少，并防止了螺栓松動程度的進一步擴大，同時避免了浮動液壓油封的失效，阻止了油液的泄露以及螺孔的損傷。

3.2 離合機構的改進措施

電牽引采煤機的離合機構是通過離合手把來進行操控的，在進行齒輪的嚙合時，傘齒輪是由錐齒輪來帶動旋轉的，且由于撥叉和傘齒輪安裝在軸上，因此當傘齒輪轉動時，撥叉也會進行轉動，從而撥動嚙合齒輪，進行嚙合作業。為了解決嚙合齒輪嚙合不良、定位盤轉動角度標注不合理以及傘齒輪精度差的問題，對定位盤進行了重新制作，并通過多次實驗重新確定了定位盤上“分”“合”的標注角度，由原來的33°改為了現在的53°，經過這一改進措施后，離合機構可以正常工作，且齒輪嚙合情況良好，未出現齒輪僅僅嚙合2/3 的情況[3]。

3.3 彈性線圈的改進措施

由于工作面開采環境的復雜性，調高千斤頂為了適應煤層采高的變化，發生上下起動的次數較多，在這種情況下，銷軸上下竄動極易導致彈性線圈發生摩擦損傷，為了避免彈性線圈的損壞，在采煤機正常工作的前提下，在回轉腿位置處增設了一個防銷軸竄動的套，該套是焊接在回轉腿上的，其中套的外部直徑為140 mm，內部直徑為120 mm 和40 mm，并在套的中部用鉆機打了一個通孔，通孔直徑為12 mm，此通孔主要是用來安裝銷軸的，其銷軸直徑也為12 mm，將銷軸從通孔中穿過后，可有效防止銷軸的竄動，且可以避免銷軸的脫落，此時彈性線圈的磨損就會大大降低，從而使得調高千斤頂繼續正常工作，保證了采煤作業的穩定運行。

3.4 拖纜裝置的改進措施

對于該礦工作面所使用的電牽引采煤機來說，其機身的高度比較低，在進行截割進刀往返時，采煤機的機頭和機尾處的拖纜裝置都需要改變方向，在這樣的情況下，由于拖纜裝置的彎曲半徑大，且井下作業空間有限，往往會導致電纜發生折疊、彎曲、損傷等，因此為了解決上述問題，在拖纜裝置的底部增設了一塊鋼板，該鋼板的長度及寬度與拖纜架的長度及寬度保持一致，且厚度為80 mm，此外利用鉆機在鋼板上打了7 個孔，孔的直徑為18 mm，主要是為了將電控箱和拖纜裝置連接到一起。通過在拖纜裝置上焊接這一鋼板，不僅使得拖纜裝置的高度提高了80 mm，擴大了電纜拖動的空間，且使得電纜在使用過程中的磨損減小，延長了電纜使用的壽命。

4 改進效果

通過對MG200/456WD 型電牽引采煤機進行上述改進，并將其應用于礦井實際生產中可知，改進后的電牽引采煤機的故障發生率明顯減少，且搖臂壓盤用螺栓的松動作用也顯著減退，離合結構發生異常的次數降低，拖纜裝置以及銷軸發生磨損的程度減緩，不僅保證了設備的可靠性和工作人員的安全性，而且提高了礦井的產量，增強了生產效率，在進行工作面開采的過程中作出了極大的貢獻[4]。