采煤機(jī)螺旋滾筒磨損原因及修復(fù)工藝

采煤機(jī)螺旋滾筒磨損原因及修復(fù)工藝摘要：現(xiàn)如今，煤炭能源是我國(guó)重要的能源，對(duì)于煤炭的開(kāi)采是十分重視，煤炭開(kāi)采過(guò)程中應(yīng)用最廣泛的采煤設(shè)備為螺旋滾筒式采煤機(jī)，其作業(yè)的最關(guān)鍵部件是螺旋滾筒。為了提高螺旋滾筒式采煤機(jī)的可靠性，主要探討了采煤機(jī)螺旋滾筒的磨損原因，并提出了采煤機(jī)螺旋滾筒的修復(fù)工藝。結(jié)果表明，該采煤機(jī)螺旋滾筒修復(fù)工藝是基于實(shí)際的維修測(cè)試的，是切實(shí)可行的，符合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)作業(yè)要求，可在煤炭開(kāi)采作業(yè)過(guò)程中廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：采煤機(jī)；螺旋滾筒；磨損；修復(fù)工藝

引言

采煤機(jī)螺旋滾筒是采煤機(jī)用于落煤和裝煤的關(guān)鍵部件，工作在環(huán)境惡劣的綜采工作面。受煤層地質(zhì)條件復(fù)雜多變的影響，滾筒往往是采煤機(jī)最易磨損與失效的部件，一旦滾筒失效，無(wú)法完成落煤和裝煤的基本功能，需升井維修。將滾筒從井下運(yùn)輸?shù)降孛嫘蘩砗?，再運(yùn)下井安裝，不僅影響正常生產(chǎn)，而且耗費(fèi)大量的人力物力。基于此，分析采煤機(jī)滾筒的失效原因，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，對(duì)于延長(zhǎng)滾筒使用壽命，提高生產(chǎn)效率有著重要意義。

1采煤機(jī)螺旋滾筒的基本結(jié)構(gòu)

采煤機(jī)螺旋滾筒基本結(jié)構(gòu)是由滾筒筒芯、葉片、截齒座及噴水座等組成。螺旋滾筒裝煤主要是通過(guò)螺旋葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的軸向推力，將煤擠推到螺旋滾筒端部的排煤口，拋落在輸送機(jī)上。在裝煤過(guò)程中，葉片的安裝形式對(duì)裝煤效果有一定的影響。

2采煤機(jī)螺旋滾筒的磨損分析

2.1齒座失效

齒座是截齒的承載體，一旦失效，將無(wú)法安裝截齒，影響滾筒的正常截割。齒座的失效包括齒座內(nèi)孔的磨損失效及外壁的磨損失效，又以端盤(pán)周邊齒座更為突出。分析其原因，齒座內(nèi)孔的磨損與截齒所受截割載荷有關(guān)，截齒截割載荷越大，則其對(duì)齒座內(nèi)孔的作用力越大，齒座內(nèi)孔的磨損越嚴(yán)重；齒座外壁的磨損，是由齒座與煤壁的干涉引起的，當(dāng)齒座與煤壁發(fā)生直接接觸時(shí)，齒座外壁即會(huì)出現(xiàn)磨損。對(duì)于端盤(pán)周邊齒座，因滾筒端盤(pán)始終工作在煤壁深處，該處煤壁頂板壓酥效應(yīng)弱，且端盤(pán)角度截齒（即向煤壁側(cè)傾斜的截齒）又處于半封閉截割狀態(tài)，因此端盤(pán)周邊截齒所受截割阻力更高，齒座內(nèi)孔的磨損速度更快；當(dāng)端盤(pán)角度截齒磨損失效且未及時(shí)更換時(shí)，安裝角度截齒的齒座即與煤壁發(fā)生接觸，齒座外壁即出現(xiàn)磨損。另外，由于滾筒端盤(pán)為碟形結(jié)構(gòu)，葉片齒座均為零度角布置，葉片與端盤(pán)交接處會(huì)出現(xiàn)較大端盤(pán)截齒與葉片截齒均無(wú)法截割的過(guò)渡區(qū)域。當(dāng)滾筒截割對(duì)象為崩落效應(yīng)不明顯的硬質(zhì)煤巖時(shí)，此處頂板易截割不平整而留下棱條，棱條周邊截齒的截割狀態(tài)將接近半封閉截割，截割阻力增大，齒座內(nèi)孔的磨損隨之加??；齒座與棱條的接觸，亦將使齒座外壁出現(xiàn)磨損。

2.2尾部葉片與末端齒座失效

在應(yīng)用滾筒時(shí)，末端齒座以及尾部葉片便會(huì)形成程度不同的磨損，更甚者則會(huì)造成失效。嚴(yán)重的磨損出現(xiàn)在葉片的尾部，其對(duì)于滾筒正常的裝載造成了一定程度的影響；由于末端齒座的磨損發(fā)生失效，進(jìn)而對(duì)滾筒的截割寬度產(chǎn)生了一定的影響，而且會(huì)導(dǎo)致尾部葉片磨損速率的加快。在對(duì)其原因進(jìn)行分析后，則會(huì)發(fā)現(xiàn)尾部葉片出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的磨損，那么必定是因?yàn)榇颂幋嬖谥薮蟮淖饔昧?。裝煤以及割煤工作主要由滾筒來(lái)實(shí)施，此作用力主要由滾筒的裝煤過(guò)程所產(chǎn)生。在裝煤時(shí)，葉片通過(guò)螺旋所具有的推力而把煤送至運(yùn)輸機(jī)的中部槽中，這個(gè)過(guò)程決定了葉片受力與葉片磨損。在推煤的過(guò)程中，葉片外緣都參與其中，但是卻只有尾部葉片被嚴(yán)重地磨損，那么即表明了在推煤的過(guò)程中，煤體由于被中部槽所阻擋，進(jìn)而形成一定的阻力。

2.3焊縫開(kāi)裂

截齒座脫落、螺旋葉片和筒芯均存在焊縫開(kāi)裂問(wèn)題。當(dāng)工作面與硬煤或巖石夾層接觸時(shí)，焊縫開(kāi)裂主要是由于滾筒截割強(qiáng)度過(guò)大及超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)造成的。

3修復(fù)工藝分析

3.1葉片末端齒座的保護(hù)

由于葉片末端齒座的失效會(huì)影響滾筒的截割寬度，并加速尾部葉片的進(jìn)一步磨損，故應(yīng)當(dāng)對(duì)該處齒座進(jìn)行有效保護(hù)。為保證截割，葉片上的截齒安裝角多為0°，但對(duì)于葉片末端齒座，常規(guī)的安裝角度會(huì)使該處齒座截割堆積落煤而導(dǎo)致其過(guò)早磨損失效。由于受頂板壓酥和工作面自由度的影響，末端齒座截割處截割阻力相對(duì)較小，因此，可通過(guò)對(duì)末端齒座安裝角度的適當(dāng)調(diào)整，避免該齒座參與截割，達(dá)到保護(hù)該齒座的目的；也可在末端齒座外表面堆焊耐磨焊絲，對(duì)其進(jìn)行局部強(qiáng)化，延緩其外壁的磨損，達(dá)到保護(hù)末端齒座和尾部葉片的目的。

3.2葉片升角的改進(jìn)

葉片升角的選取對(duì)于滾筒的裝載性能存在著直接的影響。為了促使?jié)L筒裝載能力得到改善，可以借助變升角的葉片設(shè)計(jì)，也就是自端盤(pán)處至出煤處，葉片的升角逐漸上升。此種設(shè)置形式能夠促使出煤處的煤流擁擠問(wèn)題得到有效的緩解，這對(duì)于緩解尾部葉片所受到的磨損是極為有利的。

3.3端盤(pán)補(bǔ)塊的布置

由于端盤(pán)處齒座工作環(huán)境惡劣，為減小該處截齒的截割阻力，延緩齒座的磨損，端盤(pán)處應(yīng)配置更多截齒并使端盤(pán)截齒截線(xiàn)更密。同時(shí)，為避免葉片與端盤(pán)交接處截割頂板時(shí)留下棱條，需在此截割區(qū)域增加過(guò)渡截齒。

3.4采煤機(jī)螺旋滾筒的大修工藝

采煤機(jī)螺旋滾筒的大修工藝流程依據(jù)修復(fù)工藝的詳情進(jìn)行分析制訂：a）測(cè)量要大修的滾筒，將滾筒基本結(jié)構(gòu)參數(shù)表中的數(shù)據(jù)填寫(xiě)完整。這些數(shù)據(jù)包括：各截深參數(shù)，即總截深H、有效截深H1和端盤(pán)截深H2；各直徑參數(shù)，即滾筒直徑Dc、葉片直徑Dy和筒芯直徑Dg；各截齒數(shù)參數(shù)，即葉片截齒數(shù)n、端盤(pán)截齒數(shù)n1；其端盤(pán)截齒截距a1、a2、an，以及葉片截齒截距b1、b2、bn；b）繪制滾筒大修截線(xiàn)圖。截齒齒尖所在平面的展開(kāi)圖即為滾筒大修截線(xiàn)圖（見(jiàn)圖1）。圖1中實(shí)線(xiàn)表示齒尖的運(yùn)動(dòng)軌跡，相鄰截線(xiàn)間的距離為截線(xiàn)距；c）為確保大修滾筒的噴霧系統(tǒng)暢通，割去舊噴嘴以通水道；同時(shí)也要割磨損截齒及端面齒；為了清理熔渣，也要割磨損端盤(pán)、葉片和護(hù)板；d）以測(cè)繪數(shù)據(jù)作為滾筒葉片和護(hù)板規(guī)格尺寸的理論依據(jù)，畫(huà)圖；以圖紙作為編程和數(shù)控切割端盤(pán)、葉片和護(hù)板的理論依據(jù)；清理熔渣；e）由于CO2氣體保護(hù)焊具有熱量集中、熔池深、焊接強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，故采用此方法將端盤(pán)、葉片和護(hù)板集配于滾筒并焊接；f）依據(jù)截線(xiàn)圖對(duì)端盤(pán)葉片上出現(xiàn)磨損的齒座及噴水座進(jìn)行配置，為達(dá)到冷卻截齒的效果，噴水座中的噴嘴位置必須保證與各個(gè)齒尖相對(duì)應(yīng)。為了減少焊接應(yīng)力，便于清理飛濺殘?jiān)?，先將齒座焊縫周?chē)哪阁w預(yù)熱至200℃左右，然后再焊接噴水嘴和截齒座；然后提高其耐磨性，在螺旋葉片的端頭截和齒頂尖處堆焊耐磨層；g）滾筒的檢驗(yàn)大修工作參考截線(xiàn)圖和測(cè)繪結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)表；h）檢驗(yàn)完滾筒后，及時(shí)采取措施減弱或消除焊接應(yīng)力；i）噴砂、噴漆。注意各安裝結(jié)合面處禁止噴漆，要保護(hù)好齒套等安裝結(jié)合面。

圖1大修滾筒截線(xiàn)展開(kāi)圖

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)采煤機(jī)螺旋滾筒產(chǎn)生磨損的分析，結(jié)合實(shí)際維修經(jīng)驗(yàn)，制訂了滾筒修復(fù)工藝，完全適應(yīng)了各種型號(hào)滾筒維修的生產(chǎn)需要，提高了經(jīng)濟(jì)效益，在性能和外觀上均能滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的要求。

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