链组花键端轴向定位的技术改造

SGZ800/800型运输机机头、机尾部调斜装置技术改造物资供应公司郝胜礼任志刚小青矿李东来摘要针对SGZ 800/800型运输机在推移过程中因传动装置过重偏载经常发生机头部、机尾部上帮上翘问题,研究、提出了增加调斜液压千斤顶的解决方案，进一步改善了此运输机和采煤机的效能，提高了设备开机率，保证了工人维护、作业安全。

关键词机头、机尾部上翘调斜装置1 概述SGZ 800/800型运输机是铁法能源公司各矿井中厚煤层综采工作面的主要运输设备，目前在用7套。

各矿工作面运输机反馈信息表明，运输机头、尾推移时，由于机头架下帮挂电机减速器导致机头、尾偏重，致使运输机机头、机尾部上帮侧铲煤板翘起。

采煤机在运行到此位置时，摇臂滚筒卧底量不够，导致留煤，严重影响运输机顺利推移及工人作业安全。

为彻底稳妥地解决这一问题，经分析、研究该设备工作原理、结构特点和使用工况，找出了问题发生的根本原因，提出了增加调斜液压千斤顶的解决方案，通过校核计算，强度满足使用要求。

通过对运输机结构的进一步优化，运输机头、尾部的煤全部回采，同时运输机运行平稳，实现了安全生产，也节约资源。

2 机头、机尾部上翘原因分析综采工作面刮板运输机的主要作用有两个：一是运输机铲煤板作为采煤机运行的轨道，保障采煤机完成煤壁全断面切割。

二是与采煤机和液压支架以及顺槽布置的转载机、胶带输送机配套使用，完成综采工作面煤炭的运输。

采煤机摇臂下摆至极限位置时, 刮板机底面至滚筒最下齿尖的垂直距离称为卧底量。

卧底量取值的大小主要影响工作面机头、机尾煤墙三角煤的割透情况和适应底板不平的状况。

卧底量越大越有利于割透机头、机尾煤墙三角煤和适应底板不平的状况。

SGZ800/800型运输机的机头部、机尾部下帮侧，各平行悬挂布置一部约重15t的传动装置。

由于机头、机尾不含传动部的重量，分别约为9t，致使设备此两处的重心偏至下帮槽体外侧。

按照采煤工艺，矿井每个生产班在运输机使用过程中都要执行N次800mm截深的推移步距。

由于此型传动装置与本机机头机尾部分重量比例失调，重心在下帮侧，巷道底板又比较软。

因此在推移过程中经常造成机头部、机尾部上翘，几个步距后这种上翘就越来越厉害，最严重时候上翘高度可达到100mm。

当采煤机运行到机头机尾过渡槽时，由于槽体上帮上翘，采煤机处于一定角度的仰采状态，摇臂滚筒卧底量无法达到工艺要求，煤壁截割就不到根。

这不仅浪费资源，还给运输机顺利推移造成了严重影响。

在此情况下，采煤队经常不得不采用人工拉底的方式解决。

或者使用单体液压支柱上端支住顶板，下端支在抬高变线槽的铲板上，减少上翘量。

前者会大大增加一线生产人员的劳动强度，人员进入上帮作业，危险系数增加，不利于安全生产，效率也比较低，会影响生产进度。

后者经常会损坏单体支柱，也会导致抬高变线槽凸凹头受剪切力。

而且单体液压支柱无法稳妥固定，容易打滑脱落。

另外支撑阻力过大，也容易导致液压单体支柱密封损坏泄压或者柱体弯曲变形致人受伤。

以SGZ 800/800型运输机在小康矿S2S5工作面前部使用时为例：在长达1年8个月的使用周期里，共损坏的单体液压支柱165根（每根大约1200元），损坏运输机调高边线槽25件（每件大约30000元），损坏哑铃销65件（每件大约500元）。

不仅加大了工人处置问题时的劳动强度，延缓了生产进度，也存在较大的安全隐患，更直接增加了物料投入成本将近一百万。

3 技术改造方案分析了SGZ800/800型运输机机头、机尾部上帮侧上翘的原因和产生的影响后，通过认真仔细地研究，制定了改造技术方案：借鉴集团公司刨煤机设备的调斜装置，利用现有的支架前梁的短柱，计算出推力数据，求出安全系数，并以此理论数值为基础，设计制造出符合实际情况要求的机头部、机尾部的调斜装置。

3.1方案设计确定SGZ800/800型运输机配套使用的传动部由43JS减速器和YBSD-400/200KW电机以及罩筒、对轮等构成，合计重量约为15t。

机头（机尾）部由机头架（机尾架）、过渡槽、链组、底座等构成合计重量约为9t。

传动部与运输机平行布置，通过间隔板与机头、机尾架用螺栓连接紧固。

故该型运输机头尾部重心偏至下帮槽体外侧。

因此，通过调整SGZ800/800运输机头、尾部的重心既可以解决上翘问题。

通过分析，改造方案有以下两种：一者，在上帮侧设置配重；二者，在传动部侧做支撑，制作安装调斜装置。

为确保操纵方便，可以考虑利用液压支架的液压系统操纵。

因采场空间限制且和采煤机摇臂干涉等原因，方案一无法实施；通过比较，第二种方案合理，可以实施，运输机机头、尾结构空间好，操纵方便，但是需要校核结构强度。

3.2调斜装置设计如图1、图2所示，参考刨煤机调斜系统，在机头、机尾推移梁和过渡底挡板处各加一个支架调斜千斤顶，使用时支撑在端头支架推移梁上，使用φ45销轴铰接，从而达到调斜的作用。

从而彻底解决运输机抬高变线槽故障损坏事故的发生。

图 1 调斜千斤顶安装示意图图2 改造安装后示意图为便于调斜装置操控，可在液压支架操作控制阀增加阀片直接操纵。

整改调斜控制系统由液压千斤顶、双向锁、控制阀组、高压胶管构成，原理图如图3所示。

图3 调斜系统液压控制图3.3千斤顶的计算选择及强度校核改造制作调斜装置使用的千斤顶是的是ZF8800-17/29H前梁千斤顶，具体参数详见附表。

附表千斤顶参数型号名称缸直径（mm）杆径（mm）行程（mm）ZF8800-17/29H 前梁千斤顶200 140 140调斜千斤顶供液和液压支架一样由综采面液压泵站供液，均采用乳化液。

系统压力p为31.5MPa。

经计算，千斤顶推力F为989.1kN。

垂直支撑重量100.9t。

因千斤顶设置安装角度18°，如图4所示。

图4 调斜系统千斤顶安装角度示意图调斜千斤顶的实际支撑重量，即垂直支撑重量与COS18°之积，结果为66.7t。

而SGZ800/800刮板运输机机头部、传动部总重24t，远远小于调斜千斤顶实际支撑重量，因此理论上满足调斜要求。

调斜千斤顶铰接销轴受力强度核算：铰接销轴按照结构件侧平面受力分布定位为水平距离185mm，垂直距离220mm，剪切面为圆柱面，宽度为铰接座侧立板厚50mm；由于调斜千斤顶活塞杆直径140mm，所以选用铰接销轴直径45mm，经过剪切强度校核，符合使用要求，可以使用。

铰接销轴受力正、侧面，如图5示。

图5 铰接销轴正面受力铰接座铰接销轴剪切应力来源于调斜千斤顶，由调斜千斤顶伸缩，对铰接销轴照成剪切。

调斜千斤顶技术特征：缸径/杆径：200/140mm；初撑力：989.6 kN；工作阻力：1099.9 kN。

根据材料力学最大切应力理论（第三强度理论）校核该点强度。

在反复动作伸缩时，实际测量得18°偏角受力最大，计算单侧作用力为160.8038kN。

其受力面积3179.25mm2。

经计算，应力为50.579 MPa。

而Q460钢板许用强度315 MPa。

安全系数如下：安全系数=315/50.579=6.227常温材料安全系数取值3～5。

所以，应用最大剪应力理论校核导轨的强度符合要求。

通过对调斜千斤顶与固定耳板铰接销轴强度校核，该销轴符合强度要求。

3.4改造成本（1）液压控制系统成本。

ZF8800-17/29H前梁千斤顶4134元；双向锁178元；控制阀阀片组293元；高压胶管186元；人工费8000元。

机头、尾2套，合计成本5582元。

可以使用修品，大约成本为2.5582万元。

（2）固定耳座、连接耳、销轴成本。

固定耳座、连接耳采用钢板焊接制作，铰接孔机械加工，固定耳座材料及加工费6750元；连接耳Q460材料及加工费13250元；φ45×185销轴2件成本420元；机头、尾2套，合计成本42740元。

（3）改造制作1套运输机调斜装置成本。

每套调斜装置由控制系统、固定耳座、连接耳、铰接销组成，合计成本68322元。

4 应用效果采用此方案进行技术改造后的2台SGZ800/800型刮板运输机，1台在2017年5月投入大隆矿S1-1301工作面使用， 2017年12月升井，共出煤65万t；另1台在2018年3月投入到大隆矿E2-1502工作面使用，已使用2个月，月出煤30万t。

从矿方信息反馈和现场跟踪验证来看，效果十分理想，未再发生头尾部上帮上翘情况。

小青矿N2-406工作面配套的SGZ800/800型刮板运输机正在检修厂实施地面改造，预计2018年6月投入使用。

5 效益分析全公司7套GZ800/800型刮板运输机，其中5套2010年引进，改造前共使用10余个综采工作面，每个工作面都存在上帮上翘的情况，经统计共损坏单体液压支柱300余棵，抬高变线槽50余件，哑铃销150个，大约增加物耗190余万元。

2018年，根据接续安排SGZ800/800型刮板运输机计划使用6个工作面，计划出煤260万t。

根据以往使用情况，改造前每个工作面因此故障导致的物料损耗大约为30万元。

那么，改造后7个工作面大约能节支降耗200余万元。

6 结语改造后的GZ800/800型刮板运输机，结束了困扰综采队多年的机头机尾部上帮上翘而使用单体液压支柱支撑的历史,不再需要运输机机头、机尾处因采煤机滚筒卧底量不够而人工拉底，实现液压操作，消除了作业人员的安全隐患，使安全生产得到了保证。

为其他型号运输机同类问题的处理，提供了可借鉴的宝贵经验，具有推广价值。

第一作者简介：郝胜礼（1969-），男，高级技师，1987年毕业于铁煤技校机械化采煤专业，现在物资供应分公司综机设备科从事三机设备的管理工作。

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