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新型强力耐磨采煤机滚筒 第六图书馆 要提高采煤机滚筒的质量,延长滚筒的使用寿命,就要有好的滚筒设计,具有最佳的结构,最佳的齿座、截齿和固定销。取得好的性能参 数,就必须走强力耐磨的道路。要提高采煤机滚筒的质量,延长滚筒的使用寿命,就要有好的滚筒设计,具有最佳的结构,最佳的齿座、 截齿和固定销。取得好的性能参数,就必须走强力耐磨的道路。采煤机 滚筒 耐磨块煤富钟玺 姜云龙辽宁省辽源煤矿平岗截齿 厂1997第六图书馆 第六图书馆 象 绰 浆 第6 卷第2 期 煤C O A L 1 9 9 7 耳 镪 连 馥 量地 辽宁省辽源煤矿平岗截齿厂， 辽源， 1 3 6 6 0 7 [ 摘要] 要提高采煤机滚筒的质量， 延长滚筒的使用寿命， 就要有好的滚筒设 计， 具有最佳的结构， 最佳的齿座、 截齿和固定销。取得好的性能参数， 就必须走强力 耐磨的道路。 [ 关键词] 强力- 耐磨- 耐磨块 1 滚筒的结构 根据考察， 滚筒的性能和使用寿命在很 大程度上应归结于滚筒结构设计上的合理 性， 有些滚筒不仅端盘面磨损， 重者齿座磨露 装齿方孔， 齿座脱落， 甚至于造成滚筒端面凹 陷的现象。 经分析， 一是采用平端盘或浅碟型端盘， 端面存煤空阃小， 造成端面与煤壁间夹煤、 搓 挤， 导致端面磨损； 二是由于滚筒在斜切进刀 割煤时， 其滚筒端面吃煤厚度可达1 0 0 m m 左 图 1 斜切进刀 滚筒后半周截割曲线 一一 滚筒前半周截割曲线 右， 而且滚筒后半周最大角度齿又呈背向退 刀割煤， 造成端盘损伤， 见图 1 。所以这是端 盘设计必须考虑的问题。因此在设计中采用 了深碟型端盘，以增大端面存煤空间又在端 *辽宁省科技进步获娄项目 面增设镐型齿和两个 9 0 。 齿， 加强端面截割 能力， 并且叶片伸出端盘呈现立体排煤孔， 加 强端部排煤。 对于滚筒螺旋叶片头数与升角的选择， 我国目 前使用的滚筒多采用三头叶片， 而满 足叶片接续条件下的螺旋升角一般要小于 1 6 。 ， 而考虑到滚筒装齿量， 螺旋升角还要减 小以至限制在 1 0 ’ 左右， 通过普遍考察滚筒 升角小不利于滚筒向输送机装煤 因此我们 采用四头螺旋叶片的设计， 外升角通过计算 机优化设计为 1 8 。 ， 将有良好的装煤效果。 又将筒套加厚到 2 5 m m 以防开裂。通过以 上对滚筒结构较大的改进， 使其结构性能、 强 度都有很大加强， 使滚筒的结构在使用中有 足够的可靠保证。 2 滚筒的截齿排列 2 ． 1 掏槽齿排列 滚筒掏槽宽度一般要占滚筒截深的i 1 5 ， 能耗要占截割能耗的 1 ／ 3 ， 而滚筒的损坏及 截齿消耗又主要在端盘上， 所以掏槽齿排列 很重要。 为加强掏槽齿截割， 一般是尽可能增加 端盘齿数， 但这肯定要降低块煤率， 增加粉 煤， 所以设计的原则是端盘齿宜少不宜多， 而 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 第2期 富 钟玺等 新型强力耐 磨采煤机滚筒 关键在于切削断面与截割阻力的适应性， 是 通过合理的切削断面如图2 a 来确定选用适 宜的齿数， 并有规律的排列， 虽然齿数减少到 2 6 件， 但最大角度齿却增至 8件， 而且掏槽 宽度 增加到 1 3 5 m m， 其主要 目的是 为加强 掏槽齿第一道防御而其它齿尽可能拉开截线 距． 以减少粉煤， 因此保证了掏槽齿有足够的 截割能力， 又有相当的块煤率 ， f } 齿切削面积2 3 ． 0 ～3 0 ． o C r f t b 叶片齿切削面积 2 1 ． 9 m 图 2 滚筒截割面积 截割参散 牵引速度 v5 ． 4 11 m ／ ra in ； 滚筒转速 3 6 9 r ／ ra i n 1 煤崩落角 E 4 5 ‘ } 截深6 5 5 m m 2 ． 2 叶片齿排到 叶片齿采煤量一般要占到整个滚筒的 4 ／ 5 ， 所以叶片齿排列的关键首先必须着重于 块煤率． 因为这直接涉及到矿井开采的经济 效益， 但一般的滚筒设计往往设计齿数偏多， 而忽略块煤率， 当然， 做为厂家生产滚筒是要 销往全国各矿务局． 首先就要考虑由于煤质 条件的差异而具有较普遍的适应性， 因此这 是齿数偏多的主要原因． 而作为设计不应该 只靠齿数来调节， 而是应加强齿座与截齿的 研究， 所以新研制的一套强力截齿、 齿座及固 定销， 这样就可以降低齿数． 从而增加块煤 率。 叶片齿数选为3 0 件， 又依据矿压条件如 图3 ， 并利用计算机优化设计了变截距棋盘 式截齿排列， 其切削断面如图2 a ， 显然与图 2 b MG 23 0 0型 采煤 机配 MD A 型 中 1 ． 8 0 m滚筒截削断面图 相比， 其采用顺 序式排列在块煤率上将有大幅度提高， 而且 截槽两侧开裂线均衡， 避免截齿偏磨。 3删收 皿 曲线 3 新型强力截齿、 齿座及固定销 强力截齿刀头的长度 H 为 9 0 r il r n和 7 5 mm两种规格， 配同一强力齿座安装互换 使用如图 4 ， 显然当煤质条件好时安装长截 齿， 可以增大采煤机牵引速度． 增加块煤率， 而当煤质条件差时， 又可更换短截齿， 将有足 够的强度。 图4 强力截齿主要尺寸及参数 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 3 6 煤 1 9 9 7 年第6卷 截齿的齿尖两侧铺焊有耐磨层， 可延长 截齿使用寿命， 齿后台肩下落齿座装配， 增加 了齿座方孔的受力挤压面积， 并且刀头采用 后弯再前伸的方法设计， 以减少齿座方孔及 齿柄所承受的工作扭矩， 而齿尖却设计成切 向齿的截割状态， 这样获得了良好的截割性 能， 又防止了齿座方孔早期变大， 有效提高了 齿座使用寿命。 叶片齿座外形设计为平螺旋叶片导煤侧 面焊接， 如图5 。相比方齿座装齿方孔将上 提2 0 m m， 而且避免了方齿座先磨去外露叶 片导煤侧面部分而很容易剥露装齿方孔的缺 点， 在与滚筒焊装后， 相邻两齿间增设加强 筋， 以防止齿座脱焊。 图5 强力齿座及 自弹性销 1 一螺旋叶片； 2 一强力齿座； 3 一自锁钢锖； 4 一刀柄； 5 一焊齄； 6 一耐磨材料 所有齿座组装前， 采用新研究的预制软 焊道新工艺， 有效防止齿座焊接裂纹。 截齿与齿座固定采用了新设计的自锁式 钢销， 安装拆卸方便， 固定可靠。 4 滚筒的耐磨措施 据考察影响滚筒使用寿命的关键因素， 主要是耐磨性能， 一是滚筒端盘面磨损， 已在 端盘的结构设计及截剖性能上得到改善， 是 螺旋叶片尾部磨损， 为加强耐磨措施， 研究了 一 种复合金属耐磨块， 由于叶片齿座设计为 平叶片导煤侧面焊接， 所以可以直接辅焊到 齿座上， 如图 6 。 6叶片耐j 磬 层 显然不仅可以防止 叶片磨损， 而且更重 要的是防止叶片尾部齿座磨损。 在滚筒齿座组装后， 对所有齿座易磨损 部位全部铺焊耐磨层， 可极有效地防止齿座 先于简体磨损， 通过以上一系列耐磨措施， 从 设计本身就可保证滚筒的耐磨使用寿命提高 到一倍以上。 5 工业性试验与技术鉴定结论 L R T F 1 8 ‘ 6 ． 5型 强力 滚 筒 是 为 配 套 M G 3 0 0 系列采煤机新研制的兼有高块煤率， 强力截割性能和高耐磨使用寿命于一体的更 新换代产 品， 滚筒直 径 雪1 ． 8 0 m ， 截深 0 ． 6 5 m ， 装齿量 5 8 件， 现场采用刀头长度为 7 5 m m截齿， 煤质硬度因数为 2 ． 5 ～3 ． 0 ， 采 高3 ． 0 0 m， 牵引速度为3 ， 0 0 m ／ min ， 滚筒转 速为3 6 ． 9 r ／ m in ， 于铁法大明二矿进行井下 工业性试验， 有关试验主要技术指标 与原 配 MD A 1 _ 8 0 m 滚筒相 比 ①块煤率提高 7 ％； ②万吨煤齿耗量降低3 6 ％； ③减少井下 工作影响时间 1 2 h ／ 月， 多出煤 0 5 Mt ； ④滚 筒连续采煤突破百万吨， 开采 下转第3 8页 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 煤 1 9 9 7年第6 卷 2 h 取一次读数。 3 实测结果分析 将相邻两次测得的数据相减， 再除以时 间差即得顶底板及两帮的移近速度。从所得 结果中发现， 观测巷中两帮移近速度的变化 趋势始终是一致的， 各点基本上呈线性变化。 顶底板移近速度的变化则不然， 当工作面接 近观测巷位置时， 顶底板移近速度的变化趋 势有了较明显的分界点， 如图2为来压前夕 采场接近观测巷时的结果， 实际的初次来 压 步距约为1 8 ． 0 m ， 周期来压步距9 ． 0 m， 可见 两条观测巷的位置基本上反映了这两个特殊 阶段。不难看出， 图 2中的两条曲线分别 4 ． 5 m和3 ． 5 m为近似的拐点， 该点应是煤 壁弹塑性区的分界点． 也就是所要找的点， 并 可知煤壁的最大塑性区范围约为 4 ． 5 m。 圉2 来压前的顶底板移近速度 4 小煤柱宽度的确定 上面所得的煤壁塑性区宽度是上区段的 回采造成的， 而下区段的巷道本身还要在其 周围产生一个破碎带， 护巷煤柱的宽度应大 于这两个宽度之和。由 3 2 0 4及其 它已采面 的经验知， 在回采过程 中上顺槽 的上帮最大 片帮仅为 0 ． 1 ～0 ． 3 r ／ l ， 所以此宽度取 1 ． 0 m 是合适的． 再加上最大塑性区宽度 4 5 r ]7 1 共 为5 ． 5 m。经研究论证决定取小煤柱宽度为 6 ． 0 r l l 。 5 实施结果与评价 3 2 0 5工作面的风巷采用 6 ． 0 m 的小煤 柱护巷方式， 回收 4 ． 0 m。同时为确保安全 生产， 对该巷道的支护增加 了一些新的措施。 棚距由原来的 0 ． 8 m 改为 0 ． 6 r i l ， 棚头长度 由原来的2 ． 0 m加长至 2 ． 2 m， 并加大巷道 扎角。在该面的回采过程中， 风巷的变形未 有明显增大， 仅在 2 0 ． 0 i n的超前维护范围内 上帮的片帮有少量增大 最深不到0 ． 5 m ， 只 有极少数的栅腿被挤出， 在超前2 0 ． 0 m以外 基本没有变化， 能满足 3 2 0 5工作面的正常生 产， 不需任何翻修。 上述结果表明， 在该煤层的具体条件下． 取6 ． 0 m的小煤柱是合适的， 从而也说明在 3 2 0 4工作面所采取的观测研究方法是可靠 的。这一方案的实施， 使 区段煤柱丢煤 由原 来的2 6 m降至2 ． 0 m， 大大提高了煤炭的回 收率． 提高了经济效益。 收稿 日 期 1 9 9 6 0 6 1 8 责任编辑马立宏 参考文献 i 宋振骐 ． 实用矿山压力控制 ． 徐州， 中国矿业大 学出版社， 1 9 9 0 上接第3 6页 0 ． 6 Mz 煤时齿座无一损坏及 脱落。并且经过验证， 向输送机抛煤距离恰 好， 装煤效果明显提高， 整个滚筒有均衡的使 用寿命。 据经济分析， 使用该滚筒， 每台采煤机年 可为用户增创效益5 0 万元 上． 目前该滚筒 及关键性技术已通过煤炭部有关技术成果鉴 定。 收稿日期 1 9 9 6 0 9 1 2 责任编辑魏晋英 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆