矿用MG型采煤机拖缆装置的优化改进.pdf

引言 为了更好地保护井下采煤机电缆，技术人员设 计使用拖缆装置的电缆夹板对电缆进行保护，这样 采煤机在拖拽电缆时不易受损。但如果拖缆装置由 于电缆夹板常常发生偏移、 损坏， 会导致电缆很容易 受损， 更换电缆会浪费较多的时间影响生产[1-2]。 大同煤矿集团白洞矿业有限公司 8108 综采工 作面主要采用 MG 型采煤机进行割煤，采煤机在工 作面移动时主要利用拖缆装置实现采煤机电缆移动 作用； 但是由于受施工环境、 传统拖缆装置设计以及 操作维护等影响，采煤机在移动割煤时拖缆装置经 常出现故障， 主要表现在 电缆夹板位移、 对接困难、 摩擦严重以及损坏率高，不仅降低了采煤机割煤效 率， 增加设备故障率， 而且很容易造成电缆拉断等机 电事故； 为了彻底解决此问题， 白洞矿技术人员对拖 缆过载保护装置、 转接板以及伸缩臂进行改造， 不仅 延长了电缆的使用寿命，还大大降低了电缆更换的 时间。 1拖缆装置组成 采煤机电缆比较重， 而且是带电拖拽， 因此在电 缆上安装拖缆装置后，拖缆装置电缆夹板能够避免 电缆在拖拽时受到损伤，对电缆起到很好的保护效 果。拖缆装置主要由以下部分组成 拖缆链、 电缆夹 板、 转接板、 回转装置、 拖缆架、 定位销。定位销主要 是对采煤机背面牵引机构的外部拖缆架与转轴进行 固定。 当拖缆架与转轴在采煤机的拉拽作用下运转， 施工人员要用开口销将转轴与回转套进行固定， 且 需配套安装拖缆链与回转套，电缆夹板与拖缆链紧 密安装， 以此来实现对电缆的保护[3-4]。 2拖缆装置存在问题 1） 通过在井下工作面使用拖缆装置以来， 发现 采煤机拖缆装置存在许多问题，主要集中在电缆夹 板会在移动的过程中发生偏移，而且采煤机由于长 时间使用，电缆夹板会频繁地与电缆发生挤压、 磨 损， 更换电缆夹板频率较高， 同时为了能够确保电缆 在电缆槽内稳定拖拽，需要每班安排三名工作人员 随机组移动， 通过撬棍、 手动矫正、 铁丝捆扎等方式 控制电缆不会跑出电缆槽，一旦工作人员没有及时 对电缆进行修正， 将会导致电缆直接被拉断， 严重时 会造成采煤机烧损， 给井下造成巨大的安全事故。 2） 电缆夹板由于材料的应力强度达不到要求常 常发生裂纹或变形；拖缆装置上安装的伸缩臂导轨 不能承受较大的拉力， 导致电缆拖拽力不够； 转动双 蜗杆液压回转结构作为驱动力，该结构的操作难度 大、 结构复杂、 维护难度比较大； 拖缆装置在拉力较 大时没有过载装置进行保护，导致电缆夹板会拉断 会变形； 电缆夹板没有统一的标准， 多种电缆夹板的 互换性差，这些都是采煤机电缆拖拽装置存在的问 题， 若不能很好解决这些问题， 将会导致采煤机没有 动力源， 严重影响井下的正常作业[5]。 3拖缆装置的改进方案 为了能够使拖拽装置更好地适应井下恶劣的生 产环境，技术人员对电缆拖拽装置的转接板、伸缩 臂、 转动臂、 过载保护装置进行升级改造， 使电缆能 够更好地适应井下恶劣的生产环境。 伸缩臂作为电缆拖拽装置的主要机构，作用是 对电缆槽的电缆进行拖拽。由于伸缩臂导轨使用的 材料都为抗拉强度较低的材质，因此在实际生产时 常常出现故障。 为了能够解决这类问题， 技术人员在 原来材料的基础上安装一套厚度较厚的 T 型钢。由 于 T 型钢价格较低， 安装便捷， 能够适应井下的生产 需求； 在实际生产时， 伸缩臂的拖缆架和导轨有时会 发生脱落，技术人员将拖缆架和导轨通过焊接的方 式进行连接， 同时采用增强筋进行加固； 由于井下工 矿用 MG 型采煤机拖缆装置的优化改进 赵莉明 （大同煤矿集团白洞矿业有限公司， 山西大同037001） 摘要 针对矿用 MG 型采煤机拖缆时移动困难、 断缆等情况， 大同煤矿集团白洞矿业有限公司通过技术研究， 分析了采煤机传统拖缆装置在使用过程中主要存在的问题， 并根据实际情况对拖缆装置进行优化改进。通过实 际应用表明， 优化改进后的拖缆装置结构稳定、 故障率低， 拖缆效果好， 可满足综采工作面安全高效生产。 关键词 采煤机拖缆装置问题分析优化改进 中图分类号 TD421.6文献标识码 A文章编号 1003-773X （2020） 05-0160-02 收稿日期 2020-02-02 作者简介 赵莉明 （1990） ， 男， 本科， 毕业于山西大同大学， 助理工程师， 从事煤矿机电技术管理工作。 DOI10.16525/14-1134/th.2020.05.068 总第 205 期 2020 年第5 期 机械管理开发 MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENT Total 205 No.5， 2020 实践与应用 2020 年第 5 期 作环境较差，伸缩臂的液压缸作为动力源常常出现 污染，如果不能及时进行清理将会无法保障油液洁 净度， 甚至导致监测精度达不到标准要求， 升级后技 术人员将传感器材质更换为磁质材料，这种材料不 会受到周围环境的污染， 确保了监测的灵敏度。 转动臂主要由拖缆架、 驱动器、 摇臂装置组成， 作用是对电缆的高度进行调节。将转动双蜗杆液压 回转结构作为拖缆装置驱动力， 操作难度大、 结构复 杂、 维护难度比较大。 技术人员将原来的双蜗杆液压 回转驱动器更换为 SE 系列单蜗杆驱动器。 单蜗杆驱 动器具有功能齐全、 结构简单、 维护方便的优点； 原 拖拽装置的连接方式不合理也会造成转动臂损坏， 因此技术人员将原来的摇臂与拖缆架连接方式更换 为铰接，将原来的拖缆轮与摇臂的连接方式更换为 转轴。 转动臂在实际生产时采用尼龙材质的缆绳， 这 种缆绳具有重量较轻， 静电性强， 符合本质性安全矿 井的要求， 如图 1 所示。 采煤机在运行常常容易发生断电事故，一旦采 煤机断电， 很容易使电缆夹板卡住， 电缆夹板卡住后 会产生较大的拉应力，当拉应力大于电缆夹板屈服 应力， 就会发生电缆夹板断裂事故， 严重时会造成人 员伤亡。为拖缆装置加装过载保护能够有效避免此 类事故。过载保护装置主要由以下部分组成拖缆 架、 安全销、 滑板、 行程开关。 卡钉将电缆牢牢地固定 在滑板上， 随着采煤机的拖拽移动。 为了防止跑偏在 两侧安装挡板。 由于煤层厚度不同，各工作面使用的采煤机不 同， 因此造成电缆夹板形态各异， 相互之间互换性较 差。 为了使各类电缆夹板能够互换， 技术人员采用高 锰钢材质的转接板作为缓冲压骨架，同时为了防止 静电， 提高防火性能， 转接板外部更换为尼龙， 这种 连接方式能够确保各类不同的电缆夹板相互使用， 增加了电缆夹板的互换性。 4改进效果 2019 年 4 月，白洞矿对 8108 工作面采煤机拖 缆装置进行优化， 截至 2019 年 10 月， 通过 6 个月实 际应用效果观察发现， 对原拖缆装置优化后， 大大提 高了采煤机拖缆效果，拖缆装置故障率由原来的 13降低至 4以下，不仅提高了采煤机割煤效率， 而且全年可减少拖缆装置维修成本费用达 8.7 万 元， 保证了工作面安全高效回采， 应用成效显著。 参考文献 [1]杨华.采煤机拖缆装置结构优化设计及仿真分析[J].机械管理 开发， 2019 （8） 7-8； 36. [2]安琦.MG250/600-QWD 型采煤机拖缆装置系统优化改进研究 [J].山东煤炭科技， 2019 （6） 126-128. [3]娄伶俐.采煤机用拖缆装置的改进设计[J].煤矿机电， 2015 （3） 61-62. [4]张晓永.新型采煤机拖缆装置的设计分析[J].煤矿机械， 2015 （5） 168-169. [5]王华平.采煤机托缆装置的改进与应用[J].山西煤炭， 2014 （6） 54-55. （编辑 王瑾） 图 1优化改进后拖缆装置转动臂结构示意图 Optimization and Improvement of Haulage Cable Device of Mining MG Type Shearer Zhao Liming （Datong Coal Mine Group Baidong Mining Co., Ltd., Datong Shanxi 037001） Abstract In view of the difficulty of moving and breaking cable when towing cable of mine MG type shearer, through technical research, Datong Coal Mine Group Baidong Mining Co., Ltd. has analyzed the main problems existing in the use of traditional towing cable device of shearer, and optimized and improved the towing cable device according to the actual situation. The practical application shows that the optimized improved cable towing device has stable structure, low failure rate and good cable towing effect, which can meet the safety and efficient production of fully mechanized mining face. Key words shearer; tow cable device; problem analysis; optimization improvement 液压回转驱动器 拖缆轮 拖缆架 摇臂 赵莉明 矿用 MG 型采煤机拖缆装置的优化改进 161