基于正交試驗的采煤機扭矩軸結構參數優化研究

樊鵬飛

（西山煤電 馬蘭礦，山西 古交 030205）

1 概況

采煤機是煤礦開采中比較重要的裝備，能否穩定可靠運行對煤礦開采效率有直接的影響。由于煤礦開采環境非常復雜，采煤機工作時不可避免地會遇到特別堅硬的巖石，導致截割頭被卡死。此時若截割電機繼續輸出動力，則很可能導致電機發生燒毀。為了避免上述問題的出現，設計人員在傳動系統中設置了1 根帶有卸載槽的扭矩軸，作用主要表現在兩個方面，其一為傳遞電機輸出的動力，其二為一旦截割頭被卡死，電機持續輸出動力時，扭矩軸因為承受較大的載荷會在卸載槽部位發生扭斷，達到保護電機的目的。在工程實踐應用中，如果扭矩軸卸載槽的結構設計不合理，會導致該斷時不斷、不該斷時斷裂的問題，影響采煤機運行的可靠性。針對這一問題問題，以馬蘭礦MG500/1140-G WD 型采煤機為例，基于正交試驗思想，對扭矩軸卸載槽結構參數進行優化研究，對于提升采煤機的運行穩定性具有重要實踐意義。

2 扭矩軸結構形式及其作用

2.1 常見結構形式

采煤機截割部傳動系統中使用的扭矩軸，在端部位置設置有卸載槽。不同型號采煤機中使用的扭矩軸卸載槽結構形式存在一定的差異，常見的結構形式包括U 型結構、V 型結構和矩形結構，其中U型結構由于加工比較方便，在實際應用中效果較好，因此使用范圍最為廣泛。馬蘭礦MG500/1140-GWD 型采煤機扭矩軸的卸載槽即為U 型結構，如圖1 所示。

圖1 扭矩軸的結構示意Fig.1 Structure diagram of torque shaft