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中厚煤層智能化刮板輸送機成套設備開發與研制
2019/12/25 9:51:00   轉載    本站    點擊:27次

第一完成單位: 西安重裝蒲白煤礦機械有限公司

聯 系 人: 馬琳

成果類型: 應用技術

成果體現形式 : 新技術

技術領域: 先進制造

應用行業: 采礦業

成果簡介:

課題來源于我國分布較廣的中厚煤層井工智能化開采的實際需求,是企業根據我省黃陵煤礦1號井智能化開采中,綜采面煤炭運輸存在的自動化故障率高、減人高產效果差、投產比低等 問題,進行自主立項,力爭攻克刮板輸送、轉載、破碎環節關鍵技術和智能化接口需求??翁庋芯磕諶鶯拖執嫖侍獾慕餼?,對推動中厚煤層井工開采智能化進展有重要意義。

該成套設備其具體創新點如下:

(1)鏈輪和破碎軸組雙重密封技術。鏈輪和破碎軸組是綜采工作面輸送設備的核心部件,由于使用工況惡劣,而現有設計通常都采用浮動密封環密封的方式,然而浮動密封環外部缺少?;?,煤泥能直接和浮動密封環接觸,常常出現因浮動密封環磨損,導致密封失效而出現漏油現象時有發生。為了解決現有技術中的不足,提高潤滑的可靠性,在課題中對鏈輪軸組、破碎軸組的密封結構進行了優化,在浮動密封環的外圍設計了一層疊環密封,能有效的阻止煤泥進入鏈輪內部和浮動密封環接觸,避免浮動密封環因外圍磨損而失效,有效的解決了漏油問題。

(2)刮板輸送機中部槽耐磨性處理技術。中部槽是刮板輸送機的重要部件,中部槽的壽命直接體現刮板輸送機的整機壽命。目前主流刮板輸送機中部槽采用鑄焊設計,中板和底板采用高強度耐磨鋼板,而槽幫采用調質狀態的鑄鋼件,中、底板的硬度遠遠大于鑄件槽幫的硬度,所以槽幫是中部槽壽命的薄弱環節。刮板輸送機由于采煤機采煤需要,長期處于彎曲狀態下運行,結合中雙刮板鏈的運行特點,中部槽兩端很容易出現"喇叭口",特別是凹端頭容易出現因磨透導致定位失效,造成中部槽報廢。為了解決這一問題,在中部槽槽幫鏈道兩端進行耐磨處理,其具體為采用堆焊或者激光熔覆技術熔覆一層耐磨涂層,以此顯著提高其中部槽槽幫的耐磨性。其耐磨材料采用添加一定碳化物強化硬質相的鐵基合金,延緩"喇叭口"的出現,提高中部槽使用壽命。

(3)過渡段刮板鏈運行軌跡改變技術。過渡段是運輸設備的必要部分,也是易磨損部分,例如刮板輸送機的機頭過渡段、機尾過渡段上沿、轉載機的凸槽的中板、底板、凹槽的上沿等位置,由于這些部位強行改變了刮板鏈的運行軌跡,受到的正壓力更大,磨損快,一直是刮板輸送機和轉載機的易損件。為了解決這一問題,采用比壓設計理念和虛擬雙中板技術,對過渡槽段進行優化設計,在鏈環與鏈輪的傳動過程中,引入了空間嚙合理論,并將齒輪傳動的嚙合特性分析方法用于研究鏈環鏈輪的嚙合特性,從而能夠準確有效的闡述鏈環鏈輪的接觸區及該接觸區內的嚙合作用力矢量場和相對滑動速度矢量場,易于揭露鏈環鏈輪嚙合傳動的磨損機理。提高了過渡槽和凹槽上沿的壽命,減緩了凸槽中板和底板的磨損速度,實現了和中部槽等壽命目標。

(4)緊湊型刮板輸送機伸縮機尾。刮板輸送機伸縮機尾是刮板輸送機重要組成部件,既要懸掛動力部實現動力傳輸,還要伸縮進行輔助緊鏈,是過渡槽和固定機尾的結合體,長度一般都較長,在三機配套過程中一般要求采煤機能割透煤壁即可,采煤機割不透整個機尾底板長度范圍區域。但在有些地質條件復雜多變的綜采工作面,經常出現地鼓現象,刮板機不能順利向前推移,需要人工起底,將巷道底板清理平整,刮板機才能順利向前推進,工人工作量大,效率低。為了解決這一問題,設計了更加緊湊的伸縮機尾,使采煤機能割透機尾底板長度范圍區域,過程中通過采煤機滾筒直接將地鼓部分清理平整,不用人工起底,就能實現推溜,實現了高產高效,減少了巷道維護的工作量。

(5)升級現有監控系統,豐富智能化測控參數接口,現有在線監測系統主要是對油溫、油位、冷卻水壓、軸承溫度等參數進行檢測,開發中對智能化決策的關鍵參數,比如減速器的油品油質分析,傳動系統的震動和載荷進行監測,為單一設備故障診斷以及成套設備動態工況下的故障精準定位提供判斷依據和技術支撐。

(6)??榛杓坪橢悄芑涌?,分析了煤層賦存條件和綜采設備協調控制策略,建立了鏈傳動自動張緊控制模型、提出了控制算法并選用相應控制系統和帶反饋功能的液壓自動緊鏈裝置。建立刮板機交叉側卸機頭三維模型和過煤量理論模型,基于優化算法確定并加大了卸載空間幾何尺寸,利用兩點支撐結構和??榛杓?,提高了機頭的互換性、穩定性和卸載率。

該成套設備的成功開發,形成了相關的專利23項、論文12篇、企業標準5項,企業形成了成套設備研發生產能力,經過多年推廣形成了16家煤礦產業化應用,在這些應用過程中對本單位產生3.2億的經濟效益(合同額)。提高企業了自主研發實力和成套設備配套能力,填補企業及陜西省成套產品的空白,使企業競爭力大幅提升,市場應用前景廣闊。

2017年SZZ1000/400轉載機和PLM300破碎機成套項目獲陜煤集團科技進步二等獎;2018年SGZ1000/2×855刮板輸送機獲重裝集團科技進步三等獎。


主辦單位:陜西省產學研合作促進會
承辦單位:陜西省產學研服務中心 聯系電話:029-82481852 029-82418439
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