刮板輸送機刮板鏈結構的優(yōu)化設計

魏 強

（山西晉神沙坪煤業(yè)有限公司， 山西 河曲 036500）

引言

刮板鏈是刮板輸送機的重要部件之一，其主要構成有E型螺栓、圓環(huán)鏈條、緊固螺母和刮板等[1-3]。在輸送機工作時，電動機將動力傳遞給鏈輪，由鏈輪帶動刮板鏈自機尾到機頭勻速傳動，在傳動過程中，將溜槽內的煤炭、矸石或物料運走。在運輸過程中，刮板鏈和運輸物及溜槽發(fā)生摩擦、碰撞，使刮板鏈長時間處于持續(xù)振動狀態(tài)，長時間的高強振動會導致緊固螺母出現(xiàn)自轉松動的現(xiàn)象，緊固螺母的松動脫落繼而導致E型螺栓和圓環(huán)鏈及刮板分離，影響刮板輸送的持續(xù)工作，在某些極端的情況下甚至會引發(fā)安全事故。

1 刮板鏈結構的分析

刮板鏈是刮板輸送機的主要部件之一，按照鏈條數(shù)目及刮板的相對位置可分為中單鏈、中雙鏈、邊雙鏈三種。其中，中雙鏈是目前礦井生產中應用最為廣泛的類型。

圓環(huán)鏈條套在刮板上，用E型螺栓和緊固螺母將其固定。這種結構的優(yōu)點是操作簡單、拆裝方便、成本低、實用性強，因此得到廣泛的應用。在這種結構中，E型螺栓和緊固螺母是結構穩(wěn)定的關鍵。在實際生產中，由于刮板鏈頻繁與物料、溜槽之間發(fā)生摩擦碰撞，很容易造成緊固螺母振動松落，造成螺栓和刮板丟失，從而出現(xiàn)事故，影響礦井的正常生產，需要花費人力時間進行頻繁檢修。根據(jù)相關規(guī)定，緊固螺母自投入使用起，必須每月檢查是否有螺母松動脫落，保證其緊固力矩在600～700 N·m。

2 刮板鏈結構的優(yōu)化

加強E形螺栓和緊固螺母之間的穩(wěn)定性是優(yōu)化刮板鏈緊固形式的關鍵。通過分別對螺母、螺栓和刮板結構進行優(yōu)化，設計出了一套更具穩(wěn)定性的優(yōu)化緊固結構，對螺母和刮板進行優(yōu)化改造，并增加防逆轉墊片，可有效地避免頻繁檢修對生產進度影響。

2.1 楔形優(yōu)化螺母

為了避免緊固螺母在使用過程中受振動和外力撞擊造成自轉松動的情況，在螺母的下表面增加了4個楔形凸塊，楔形斜面與螺母螺紋右旋方向相反。同時為了最大程度減少螺母和刮板之間的摩擦阻力，將螺母凸塊呈楔形均勻分布。楔形優(yōu)化螺母如圖1所示。

圖1 楔形優(yōu)化螺母

2.2 防逆轉墊片

由于該優(yōu)化結構緊固性強，螺母幾乎不存在出現(xiàn)逆轉松動的可能，使刮板鏈無法正常拆卸，所以，設計增加防逆轉墊片。該墊片對防止螺母自轉松動有著重要作用。防逆轉墊片分內圈和外圈兩部分，其中外圈的上表面根據(jù)螺母下表面楔形凸塊的分布尺寸設計出4個凹口以此來契合螺母的楔形凸塊，外圈的下表面設計出2個對稱的凸塊，用來與刮板組合。墊片內圈通過螺栓與螺母固緊。為便于自行拆卸，在墊片外圈上表面與凸塊對應處右旋方向設計了2個對稱的小凹槽。防逆轉墊片如圖2所示。

圖2 防逆轉墊片

2.3 卡槽優(yōu)化刮板

為加強緊固結構，在刮板每個螺栓孔的上表面增加2個對稱分布的凹槽，用于卡死防逆轉墊片的下表面凸塊，進一步提升緊固螺母的穩(wěn)定性。刮板上表面螺栓孔凹槽如圖3所示。

圖3 刮板螺栓孔上的凹槽

2.4 結構組裝

刮板鏈在組裝時，首先將防逆轉墊片固定到刮板螺栓孔上表面，使墊片下表面凸塊與螺栓孔上表面凹槽契合，保證墊片在螺栓孔上絕對固定。結構組合如圖4所示。

圖4 防逆轉墊片與刮板結構圖

隨后將螺栓穿過刮板螺栓孔，將楔形優(yōu)化螺母帶有楔形凸塊的下表面朝下順時針擰緊，待螺母擰緊后，螺母下表面的楔形凸塊與防逆轉墊片完全卡死，完全杜絕螺母發(fā)生逆轉的可能性。螺母與墊片組合結構如圖5所示。

3 刮板鏈結構優(yōu)化后的效果分析

刮板鏈在結構上進行優(yōu)化后，緊固螺母的自轉松動現(xiàn)象大幅減少，極大增強了刮板輸送機運行的穩(wěn)定性。該結構優(yōu)點明顯，設計簡單、安裝方便，對螺母的緊固效果有顯著提升。該結構自行拆卸操作簡便，防逆轉墊片外圈的上表面設計的2個對稱的小凹槽是整個墊片強度最薄弱的地方，在拆卸前，將兩處凹槽鑿斷，撬出墊片下表面凸塊，即可以將螺母同防逆轉墊片一同逆轉擰下，完成刮板鏈的拆卸工作。刮板鏈優(yōu)化結構如圖6所示。

圖5 螺母與墊片組合結構圖

圖6 刮板鏈優(yōu)化結構圖

4 結語

對刮板鏈結構進行優(yōu)化改進，解決了緊固螺母因振動和外力撞擊發(fā)生自轉脫落的問題，避免刮板輸送機在生產中的頻繁故障檢修，提升了刮板輸送機運行的穩(wěn)定性。優(yōu)化后的刮板鏈結構穩(wěn)定性得到顯著加強，并且操作簡單，安裝和拆卸極為方便，有著很強的實用性。