查伏強

摘 要：梅花井煤礦引進的西安煤機廠生產(chǎn)的MG-650/1660-WD型電牽引采煤機在使用過程中頻繁出現(xiàn)齒軌輪斷齒現(xiàn)象，經(jīng)過綜采隊在長達3個月的分析后找到了解決方案，現(xiàn)就采煤機齒軌輪斷齒的原因及采取的辦法進行討論分析，最后采取相應(yīng)的措施，從根本上解決了齒軌輪斷齒的問題，為煤礦安全生產(chǎn)提供有力的保障。

關(guān)鍵詞：采煤機 齒軌輪 斷齒分析

中圖分類號：TD421.504 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）09（a）-0083-02

1 問題的提出

梅花井煤礦112201綜采工作面地質(zhì)條件復(fù)雜，綜采工作面走向煤層仰俯角變化過大，并且MG650/1660-WD型電牽引采煤機采用準(zhǔn)漸開線行走齒輪-銷排式牽引機構(gòu)。這種設(shè)計結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是：在生產(chǎn)過程中運行平穩(wěn)性好，針對工作面底板起伏頻繁、刮板輸送機中心距及銷排節(jié)距尺寸的變化具有很好的適應(yīng)性。然而由于綜采工作面工作現(xiàn)場條件差，采煤機輪齒在使用過程中發(fā)生點蝕、磨損和斷齒比較突出。在生產(chǎn)過程中采煤機齒軌輪輪齒的非正常斷裂嚴(yán)重影響采煤機的正常運行和設(shè)備安全，同時也造成生產(chǎn)中斷，嚴(yán)重影響煤炭產(chǎn)量。

2 采煤機齒軌輪斷齒原因的分析

綜采工作面采煤機的工作環(huán)境惡劣，工況復(fù)雜，該文從采煤工作面采場條件、采煤機傳動特性、理想工況下受力分析、磨損影響及其它因素的影響進行分析。

2.1 采煤工作面采場條件分析

112201綜采工作面煤層特征如表1所示， 112201綜采工作面回采過程中煤層厚度變化范圍3.00～4.33 m，平均有益厚度3.76 m；煤層結(jié)構(gòu)為2.99（0.24）0.79 m， 112201綜采工作面位于鴛鴦湖背斜北翼，整體為單斜構(gòu)造；生產(chǎn)過程中出現(xiàn)波狀起伏狀態(tài)。

根據(jù)地質(zhì)資料112201綜采工作面煤層仰俯角角變化過大，導(dǎo)致采煤機在刮板輸送機上行走時始終受到自身重力影響與刮板輸送機形成一定夾角，齒軌輪始終處于別卡狀態(tài)。當(dāng)俯角發(fā)生變化且采煤機煤幫側(cè)平滑靴發(fā)生磨損時，齒軌輪與銷排嚙合誤差會更大，導(dǎo)致嚙合點發(fā)生變化容易發(fā)生斷齒現(xiàn)象。采煤機始終有一個向煤壁側(cè)傾斜的力，當(dāng)平滑靴發(fā)生磨損時，采煤機的重心就開始往煤壁側(cè)偏移而導(dǎo)致導(dǎo)向滑靴受力不均，齒軌輪被抬起，齒軌輪與銷排嚙合點就由原來的嚙合線發(fā)展到嚙合點，從而發(fā)生應(yīng)力的集中，發(fā)生斷齒或滲氮層剝落加劇磨損的發(fā)生。

2.2 采煤機傳動特性分析

綜采工作面采煤機行走部與刮板輸送機之間的傳動方式采用齒軌輪與銷排嚙合傳動，這種傳動方式其特點是結(jié)構(gòu)簡單、檢修維護方便，適用井下復(fù)雜環(huán)境的工作地點。理論上，這種傳動屬于非共軛嚙合，其傳動比不恒定，特別在銷排與銷排單齒嚙合傳動過程對應(yīng)的傳動比情況基本如下：在保證齒軌輪中心距和節(jié)距尺寸的情況下，齒軌輪輪齒與銷排嚙合過程中隨著嚙合深入的增加嚙合的平穩(wěn)性會發(fā)生較大的變化。

3 受力狀況分析

采煤機在生產(chǎn)過程中，采煤機行走部齒軌輪輪齒與銷排傳動方式為非共軛嚙合傳動，如果傳動部扭矩不發(fā)生變化，隨著嚙合點的變化，齒軌輪輪齒嚙合點的受力狀況也隨著發(fā)生變化，在受到較大的沖擊載荷或其它因素時易造成輪齒所受的力超過材料強度時，且導(dǎo)向滑靴在瞬間過程中沒有對齒軌輪起到保護作用，就會引起輪齒的斷裂。

4 磨損因素影響

采煤機行走機構(gòu)通常都是按輸送機水平方向彎曲≤1°，垂直方向彎曲小于等于3°，當(dāng)生產(chǎn)一定時期之后，機械磨損造成刮板輸送機溜槽的水平尺寸發(fā)生變化。同時，采煤機行走部導(dǎo)向滑靴磨損的加劇及采煤工作面地板的上下起伏，造成齒軌輪與銷排的嚙合中心尺寸發(fā)生變化。當(dāng)采煤機運行到此位置時，采煤機行走部導(dǎo)向滑靴受到復(fù)雜的工作應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力達到采煤機行走部導(dǎo)向滑靴導(dǎo)鉤材料機械應(yīng)力時造成采煤機行走部導(dǎo)向滑靴導(dǎo)鉤撕裂。采煤機行走部導(dǎo)向滑靴失效后，由于采煤機仍處于運行狀態(tài)，從而采煤機行走部齒軌輪出現(xiàn)非正常情況的斷裂。

5 其它因素影響

當(dāng)然由于工作面采場情況和非正常的操作也會導(dǎo)致齒軌輪非正常斷齒現(xiàn)象。在推移中部槽時，也往往會造成采煤機齒軌輪輪齒斷裂，尤其在采煤機斜切進刀割煤時尤為突出。從采煤機齒軌輪材料及熱處理工藝方面分析，當(dāng)采煤機齒軌輪的材料中有害元素等雜質(zhì)超標(biāo)或者齒軌輪輪齒表面滲碳層的硬度、滲碳的深度不符合設(shè)計工藝要求時，會造成采煤機齒軌輪的綜合機械性能不達標(biāo)，從而導(dǎo)致采煤機齒軌輪輪齒的非正常斷裂。

該文以MG650/1660-WD型電牽引采煤機現(xiàn)場應(yīng)用分析為例，從采煤機齒軌輪的傳動受力分析及生產(chǎn)過程中耐磨性影響等方面，分析研究了采煤機齒軌輪輪齒非正常斷裂的原因?，F(xiàn)根據(jù)分析后，人為將采煤機平滑靴抬高，人為改變工作面因俯角大的問題而造成的斷齒現(xiàn)象，效果比較明顯，且此方法已廣泛應(yīng)用在清水營煤礦及棗泉煤礦，效果都比較明顯，齒軌輪的壽命幾乎能達到3個月。

6 具體解決措施

經(jīng)過以上的分析和研究，要解決采煤機行走部齒軌輪在生產(chǎn)過程中斷齒現(xiàn)象必須采取以下防范措施。

（1）綜采工作面刮板輸送機銷排材料無論采用鍛造或者鑄造工藝，都必須確保制造精度滿足技術(shù)要求，刮板輸送機在工藝設(shè)計時預(yù)留銷排水平竄動余量，在井下安裝時必須進行銷排水平竄動余量校驗工作。

（2）在制造設(shè)計時采煤機行走部導(dǎo)向滑靴縱橫兩個方向上的間隙必須保證，在現(xiàn)場使用過程定期對采煤機導(dǎo)向滑靴和平滑靴進行磨損量測定，達到一定磨損量時，必須安排及時更換。

（3）在材料選擇上應(yīng)對采煤機齒軌輪進行材料對比分析，優(yōu)化設(shè)計采煤機齒軌輪關(guān)鍵部位的材料強度。

（4）在生產(chǎn)過程中，嚴(yán)格操作規(guī)程操作設(shè)備在機尾斜切進刀做機窩時，必須保證做機窩及斜切進刀的長度。

（5）加強采煤工作面的采場管理和采煤機的正規(guī)操作。

7 結(jié)語

綜上所述，經(jīng)過綜采工作面現(xiàn)場實踐，證明MG650/1660C-WD采煤機經(jīng)過預(yù)防改進措施后，MG650/1660C-WD采煤機齒軌輪的磨損速度和斷齒率大大降低，縮短了更換采煤機磨損失效齒軌輪的周期，節(jié)約了設(shè)備檢修時間，同時減少了因此而引發(fā)的采煤機機械故障率，提高了設(shè)備有效生產(chǎn)時間，并取得明顯經(jīng)濟效益。

參考文獻

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