刮板输送机复合技术的研究与应用

【摘要】刮板输送机作为煤炭运输的主要运输设备，在煤炭生产中起着非常重要的作用，随着当今世界综采技术的发展和设计思路的不断创新、高产高效工作面的相继投产，刮板输送机在在当前采煤工作面的作用不仅是运送煤，而且还是采煤机的运行轨道、液压支架的推移支点、还要悬挂工作面设备的电缆、水管等，刮板输送机已成为现代采煤工艺中不可缺少的主要设备，板输送机的可靠、稳定、高效运行也将直接影响着矿井的生产能力和煤矿企业的经济效益。

【关键词】刮板输送机输送技术设计

通过刮板输送机复合技术研究，可最大限度的提高刮板输送机的使用寿命，同时延长维修周期，提高运输机的服务年限，尽量减少或者避免运行过程中因刮板机中部槽及各磨损部位磨损严重而必须停机更换的检修维护时间，无形中调高了生产效率，为集团公司新的刮板输送机改造方法探索出一条可行之路。为加快高产、高效矿井建设起到推动作用。

1 刮板输送机复合技术研究理论分析

目前，受国家经济结构调整、节能环保力度加大等因素影响，煤炭等基础能源消费缺乏强力支撑，动力不足，需求整体疲软，国内煤炭市场形势并不乐观，集团也面临着产能过剩、需求疲弱、存煤量高企、进口煤冲击、价格持续低迷、企业经营困难等问题的严峻挑战，在这样形势下对我们煤矿生产提出了更高的要求：加快设备更新速度，提高煤炭开采效率，降低生产成本。刮板输送机作为煤炭运输的主要运输设备，在煤炭生产中起着非常重要的作用，随着当今世界综采技术的发展和设计思路的不断创新、高产高效工作面的相继投产，刮板输送机在在当前采煤工作面的作用不仅是运送煤，而且还是采煤机的运行轨道、液压支架的推移支点、还要悬挂工作面设备的电缆、水管等，刮板输送机已成为现代采煤工艺中不可缺少的主要设备，板输送机的可靠、稳定、高效运行也将直接影响着矿井的生产能力和煤矿企业的经济效益。集团现有在采综采工作面72个，井下装有72台刮板输送机，其中型号都有：SGZ630/264、SGZ764/500、SGZ764/750、SGZ800/800、SGZ900/1050。由于运送物料（煤及矸石），刮板和链条在整个溜槽中进行平面滑行，故工作阻力大，机身整体磨损十分严重。溜槽、机头尾、过渡槽是刮板输送机的主体，是刮板输送机运输顺利进行的承载部件，日常故障也以磨损为主。据不完全统计，全国每年因磨损而报废的刮板输送机高达将近700多部，中部槽数量高达10万余节，消耗的钢材10多万余吨，价值4亿多元，且随着开采深度的不断延伸和地质条件的不断恶化，每年因磨损而报废数量仍在不断大量增加。从而运输机溜槽、机头尾、过渡槽的使用寿命，直接影响刮板输送机的寿命，也影响到整个工作面的生产效率。所以，我们把刮板输送机使用改造项目提上了日程，对刮板输送机整机使用耐磨复合钢板（以下简称“信铬钢”）进行改造，延长其工作时间，降低井下一线工人检修和更换损坏槽子的劳动强度，，对集团加速矿用设备更新、提高煤炭开采效率，降低生产成本具有十分重要的意义，也秉承了集团关于科技创新、开发原创技术的企业理念。

2 刮板输送机复合技术设计需求与主要研究内容

2.1 设计需求分析

通过调研，结合集团实际，选择引进或委托承修商共同研究开发适合平煤实际地质条件的刮板输送机修复技术。因为目前集团各矿都存在原煤开采成本在不断增高，再加上近几年煤炭经济效益下滑，煤炭企业出现大面积的亏损，为了节约成本、减少刮板输送机修理资金投入和新设备的购入量，经公司领导研究决定对到大修理周期的刮板输送机进行信铬钢技术修复改造，并顺利实现对集团目前井下刮板输送机耐磨性研究和井上部分因磨损不均提前报废或待废的刮板运输机进行再次修复使用，使整改刮板输送机各易磨损部位使用寿命同步的目的，最终实现刮板输送机整机使用寿命的延长。

2.2 刮板输送机复合技术的主要研究内容分析

本项目旨在研究分析刮板输送机磨损原因及如何增强和提高综采工作面刮板输送机耐磨性和部分因磨损不均而提前进入报废或待废状态的刮板输送机修复使用，最终实现整机各部位使用寿命周期同步的目的，对以下内容进行重点研究开发：

（1）对刮板输送机井下运行工况进行研究分析。（2）对刮板输送机刮板输送机在实际生产中的磨损情况分析研究。（3）对刮板输送机使用情况进行磨损机理分析。（4）对刮板输送机槽帮部位及槽帮端头部位的磨损情况进行研究。（5）对刮板输送机中部槽的磨损特性进行研究。（6）对刮板输送机中部槽修复的质量特性进行研究。（7）对刮板输送机16Mn刚材质进行分析研究。（8）对信铬钢耐磨焊丝及其成分与性能进行研究。（9）对刮板输送机信铬钢材质进行分析研究。（10）对刮板输送机使用信铬钢技术耐磨层进行全覆盖修复工艺的研究。

3 整机修复技术方案及技术要求

3.1 技术方案

根据刮板输送机的工况、运输机的磨损机理、材料及耐磨层全覆盖强化工艺方法等的对比、分析、研究，选定以下技术方案：

（1）机头链轮齿磨损需修复，轴承、浮封环、分链器、密封换新。链轮大轴轴承位磨损需修复。（2）机尾链轮体链齿修复，轴承、密封、分链器、浮封环换新。（3）机头、机尾中板表面用信铬钢材质熔覆，底板用耐磨焊丝焊接回复到原尺寸，两侧帮用耐磨焊丝修复到原图纸设计尺寸（宽度724mm，误差±2）。（4）过渡槽2节中板换新用（20+5）mm信铬钢，带舌板，底板换新（16+4）mm信铬钢换新，齿轨座断裂的需换新，槽帮两侧用耐磨焊丝补焊，槽帮端头有断裂需换新，修复后所有部位恢复到原设计尺寸（槽帮上开口582mm误差±2，上沿最薄位置厚度20mm），槽帮端口位置尺寸保证在724mm±1mm。（5）中部槽底板变形或磨损超过5mm换新；所有中部槽舌板采用平口舌板全部换新（厚度（20+5）宽度240mm信铬钢材质，舌板搭接口厚度尺寸上部为13mm，下部为10mm。中部槽修复后的尺寸达到图纸规定尺寸（槽帮上开口582mm误差±2，上沿最薄位置厚度20mm），槽帮两侧用信铬钢材质回复到原图纸设计尺寸保证在724mm±1。（6）整机推移耳断裂和变形严重的换新，厚度为70mm需生根焊接，内宽保证87mm。所有齿轨座磨损严重的和断裂的全部换新。（7）减速机进行修复，修复后各部位轴承全部换新，修复后整机各部位性能达到减速器修理相关行业标准。（8）对电机进行修复。修复后整机绝缘不低于1000MΩ。（9）所有紧固件必须拆解的需过油，坏的换新。（10）其余未涉及到的要求与矿方协商解决。

3.2 完成改造技术的工艺过程

（1）对待改造刮板运输机进行清理除锈。（2）根据图纸要求实现中部槽、机头尾的下料。（3）根据刮板运输机的耐磨要求耐磨层全覆盖图案与耐磨层全覆盖密度（4）在数控系统内进行编程。（5）利用耐磨层全覆盖强化技术，根据设计对刮板输送机中部槽、机头尾进行熔覆强化。（6）对耐磨层全覆盖后中部槽、机头尾发生的残余变形进行整形处理。（7）利用二氧化碳保护焊对槽帮钢及中、底板进行组焊。（8）完工质量检查及组装试验。（9）喷漆。（10）出厂验收。

3.3 实施方案

（1）分割基板（16Mn钢板）。按图纸要求排版基板并切割成块，画线预留信铬钢焊接边及铣边端面并标出融敷区域。（2）堆焊融敷层。将分割成块的信铬钢基板装甲在数控堆焊设备平台上---通过数控堆焊系统编程堆焊区融敷线---调整堆焊设备将含高碳高铬药芯焊丝通过逆变气体保护焊机高温（1200-1400度）融敷在基板上---通过拟定好的的焊接工艺连续堆焊至标准尺寸（长、宽、厚）。在整个堆焊过程因电弧产生的高温会使正在堆焊的信铬钢及基材产生热变形，大大影响堆焊的外观质量，为避免此现象在整个堆焊融敷过程中，基板通过固定压板牢牢紧固在堆时平台上，直至整个堆焊过程结束后，待整板余温基本完全退却方松下紧固螺栓。（3）割前校平。信铬钢在堆焊完成后，虽由紧固压板紧固，但堆焊层及基材间仍有大量应力没有释放，至使整个板面约有70-80毫米的变形。为释放此应力通过三辊校平设备将堆焊完成的信铬钢板进行初校平，达到整个板面基本平整（板面平整度约在5-10毫米左右），在校平过程中尽可能将相临两板边校平，防止有死角，不平处通过大压力液压校平设备将其压平。（4）切割。通过龙门式数控等离子切割机编程将信铬钢按图纸切割，并在切割过程中预留焊接边及铣边位置。（5）打焊接坡口。通过半自动等离子切割机将焊接边按图纸要求打出焊接坡口，再将两边按图纸要求打出缓冲坡口。并通过手用交磨机去除流渣、毛刺。（6）最终校平。虽在切割前整个信铬钢板已基本校平，但在切割过程中由于切割产生的热量及局部信铬钢应力没有完全释放，切割完成的信铬钢板仍有少量的变形（变形量约在10-15毫米左右），为此再将切割好的信铬钢通过三辊校平设备进行细致校平，在三辊校平设备不能完成的区域再通过大压力液压设备进行校平，使整个板面平整度达到最理想的效果（板面平整度在1毫米左右）。（7）加工。需铣边信铬钢板通过龙门数控铣床按图纸要求进行铣边；需打孔信铬钢钢板通过钻床进行钻孔；需压弧信铬钢钢板通过液压设备对其压弧。

4 结语

刮板输送机复合技术的应用，可最大限度的提高刮板输送机的使用寿命，同时延长维修周期，提高运输机的服务年限，尽量减少或者避免运行过程中因刮板机中部槽及各磨损部位磨损严重而必须停机更换的检修维护时间，无形中调高了生产效率，为集团公司新的刮板输送机改造方法探索出一条可行之路。为加快高产、高效矿井建设起到推动作用。

参考文献：

[1]贾会会.刮板输送机中部槽的研究现状及发展趋势[J].矿山机械，2010（05）.

[2]张金福.大倾角综采工作面控制刮板输送机下滑技术研究[J].煤炭工程，2012（12）.

[3]王冰，刘俊.薄煤层刮板输送机关键技术研究及应用[J].煤矿机械，2013（07）.

作者简介：付伟（1980―），男，河南息县人，本科，工程师，主要从事设备管理工作。