轉載機凸槽中底板結構的改進

孫長鶴

（中煤張家口煤礦機械有限責任公司，河北 張家口 076250）

轉載機是煤礦采掘工作面的主要運輸設備之一。工作面轉載機主要用來與刮板輸送機、采煤機、液壓支架、破碎機等設備配套而實現落煤、裝煤、運煤、移溜等工序的機械化。在現代轉載機中，把物料從爬坡轉向水平是由轉載機凸槽實現的，為了實現這一目的，凸槽的中、底板采用上弧形結構，如此的設計決定了凸槽所面臨的中底板嚴重磨損的問題。

1 凸槽的設計要點

設計凸槽要依據由采煤機制造商、液壓支架制造商、刮板輸送機制造商和用戶簽字確定的技術協議等技術文件，本著采煤機割煤能力Qc≤刮板輸送機輸送能力Qs≤橋式轉載機的轉載能力Qz≤破碎機的通過能力Qp≤順槽皮帶機輸送能力Qd的原則，而上述技術文件中已經明確了輸送機、轉載機的輸送量以及相對應槽寬，從而確定轉載機的最小截面積F

式中，Qz為橋式轉載機的轉載能力，t/h；q為輸送機

每米長度上貨載重量，kg/m；V為刮板鏈運行速度，m/s；F為輸送機溜槽裝載斷面面積，m2；γ為貨載散集比重，t/m3，煤0.85～1；ψ為輸送機溜槽裝滿系數，一般取0.65～0.9。

進而確定了凸槽上槽口（中板上表面至凸槽蓋板下表面）高度G：

轉載機最高點高度，要考慮安裝運輸的起吊空間、順槽的變形情況等，順槽高度較小時，對轉載機總高度要求較嚴格，高差應大于300毫米，一般為400～500毫米，架橋段的總高度與凸槽出口總高度一致，凸槽出口過煤量應≥凸槽入口過煤量，故而凸槽出口總高度≥凸槽入口總高度，綜合考慮計算結果及巷道工作空間最終確定G。此外，上下鏈道尺寸應保證刮板順利通過，并留有一定的間隙，凸槽兩端面焊有聯接板，與兩端槽體通過螺栓聯接。

2 凸槽的結構特點

轉載機爬坡段α°的爬坡角完全體現在了凸槽上，這就要求凸槽的中底板也存在α°的爬坡角，即中底板兩端直線段夾角為α°，通過上弧形實現折點過渡，解決這一問題的同時，我們又將面臨凸槽自身所特有的問題——中底板磨損嚴重，尤其是上弧形過渡段。在設備的使用過程中，刮板鏈中鏈條會產生允許范圍內的拉伸變形的情況，此種情況下，變形的鏈條會直接與中底板接觸，而傳統凸槽的中底板為整板一體結構，刮板鏈帶動煤在行進過程中會對中底板造成磨損，隨著時間的推移，磨損量會加劇，甚至將中底板磨穿，最后造成不可挽回的損失。傳統凸槽結構如圖1。

圖1中1號件為中板，2號件為底板，爬坡角度為α°，下鏈道包絡尺寸N（中板下表面與底板上表面之間的間距）＞M（凸槽與其他槽體接口處下鏈道尺寸）。

圖1 傳統凸槽組成

3 凸槽的結構改進

針對上述問題，本文將原有凸槽結構進行優化——中底板階梯鑲嵌式凸槽結構。該階梯鑲嵌式中底板結構，在中底板上下刮板鏈鏈條滑行處形成了向下的階梯，之前鏈條鏈道線面小面積的滑動磨損轉化為刮板下表面與中底板上弧面大面積的滑動磨損，工作狀況下張緊的鏈條與中、底板接觸幾乎為零，近似懸空，凸槽允許的磨損量大幅度提高，凸槽的整體使用壽命得到提高，解決傳統結構凸槽因中底板鏈道磨損嚴重提前報廢的問題。同時，也減少了刮板鏈鏈條的磨損，延長刮板鏈鏈條使用壽命。具體情況結合圖2做進一步說明。

如圖2所示，中底板階梯鑲嵌式凸槽的主體槽體的中底板采用階梯鑲嵌結構，其他零件結構與傳統凸槽結構基本一致。中板組件1與底板組件2之間是下鏈通道，中板組件1、底板組件2均為階梯鑲嵌式結構，此凸槽下鏈道的尺寸確定原則：為保證刮板鏈的順利通行，下鏈道包絡尺寸B（中板組件矩形弧板下表面與底板組件上弧形底板上表面之間的間距）大于等于鏈道出入口尺寸A（凸槽與其他槽體接口處下鏈道尺寸）。其中，上弧形中底板的半徑應在工藝允許條件下，取符合條件的極大值，頂部過渡平滑，會有效減少磨損。

凸槽結構中板組件結構示意圖（A-A剖視圖和俯視圖），如圖3所示，中板組件為鑲嵌結構，在上弧形中板上，刮板鏈鏈條滑行處切割寬度為D（D=刮板鏈鏈條立環厚度+100～200mm）的矩形通槽，用軋彎半徑R1大于中板弧形r1的矩形弧板鑲嵌焊接在切割槽處，這里上弧形中板切割掉的板料經過加工可以作為切割槽處鑲嵌的矩形弧板使用，矩形弧板短邊與中板交接處平滑過渡，而長邊與中板交接處形成弧形階梯，最大高度差C1。這樣在中板上、刮板鏈鏈條滑行處形成了向下的階梯，工作狀況下刮板鏈通過時，鏈條與中板接觸幾乎為零，近似懸空，鏈條在凸槽的а°爬坡段頂部與中板的接觸達到最小，曾經的鏈條鏈道線面小面積的滑動磨損轉化為刮板下表面與中板上弧面大面積的滑動磨損。

圖2 中底板階梯鑲嵌式凸槽

圖3 階梯鑲嵌式凸槽中板組件

凸槽結構底板組件結構示意圖（A-A剖視圖和俯視圖），如圖4所示，底板組件設計理念與中板組件一致，仍為鑲嵌結構，在上弧形底板上，刮板鏈鏈條滑行處切割寬度為D（D=刮板鏈鏈條立環厚度+100～200mm）的矩形通槽，用軋彎半徑R2大于切割處底板弧形r2的矩形弧板鑲嵌焊接在切割槽處，這里上弧形底板切割掉的板料經過加工可以作為切割槽處鑲嵌的矩形弧板使用，矩形弧板短邊與底板交接處平滑過渡，而長邊與底板交接處形成弧形階梯，最大高度差C2。這樣在底板上、刮板鏈鏈條滑行處形成了向下的階梯，工作狀況下刮板鏈通過時，張緊的鏈條與底板接觸幾乎為零，近似懸空，鏈條在凸槽的α°爬坡段頂部與底板的接觸達到最小，曾經的鏈條鏈道線面小面積的滑動磨損轉化為刮板下表面與底板上弧面大面積的滑動磨損。

圖4 階梯鑲嵌式凸槽中板組件

結合圖3和圖4，實踐驗證，負載一定情況下，凸槽允許磨損量大幅度提高，凸槽的整體使用壽命得到提高。即在中板、底板沒有大范圍磨損情況下，即鑲嵌式中底板階梯高度差仍存在時，中板、底板鏈道處的磨損就可以忽略不計，只有在中板、底板大范圍磨損，鑲嵌式中底板階梯高度差為0時，中板、底板鏈道處的磨損情況才與傳統結構凸槽類似。此中底板階梯鑲嵌式凸槽結構也相應減少了刮板鏈鏈條的磨損，延長刮板鏈鏈條使用壽命。同時，中板組件、底板組件采用的材料耐磨性能適中即可滿足使用要求，成本降低，技術效果理想，另外，中板組件、底板組件采用階梯鑲嵌式結構也降低了零件加工難度。

4 結語

綜上，論述了凸槽的設計要點以及傳統凸槽與中底板階梯鑲嵌式凸槽的結構差異與特點，針對新結構，考慮到了經濟性和可操作性，對凸槽的結構進行了進一步的優化，使得凸槽的使用壽命得到有效的改善。