关于刮板输送机中间机身段的创新使用——梅花井煤矿原煤仓分仓刮板输送机

李学有 LI Xue-you

（神华宁夏煤业集团公司梅花井煤矿，银川 751400）

（Shenhua Ningxia Coal Industry Group Meihuajing Coal Mine，Yinchuan 751400，China）

0 引言

梅花井煤矿是神华宁夏煤业集团公司新建大型矿井之一，位居宁夏回族自治区灵武市宁东镇鸳鸯湖矿区，设计年产量为1200万吨，2011年设计年产量为750万吨，日输送量在最高达到2.4万吨。梅花井煤矿原煤仓上有两部SGB1400/220D型双边链刮板输送机，原每部输送能力为750t/h，电机功率为220KW。2010年底又进行了改造，将电机功率改为355KW，每部输送能力提升为1500t/h。矿井生产至2011年3月，由于刮板链、刮板及耐磨板磨损严重，运输原煤中频繁出现断链以致于影响生产。该矿于2011年5月份更换了两部刮板机的刮板、刮板链及耐磨板，累计输送量大约为1000万吨。根据集团公司节能“双增双节”口号要求，经现场考察研究，确定了一套减少刮板输送机的刮板、刮板链及耐磨板的方案，现于大家进行共享成果。

1 刮板输送机刮板、刮板链及耐磨板磨损原因分析

1.1 该矿现用SGB1400/220D型双边链刮板机结构原理

1.1.1 产品结构 本产品由传动部、机头链轮组件、中间槽箱（槽箱内耐磨板、刮板链和刮板）、机尾链轮组件及电液推杆平板闸门等组成。

1.1.2 工作原理 SGB1400/220D型双边链刮板输送机是以YB2-4501-4G电动机为动力源，通过YOXA560型液力偶合器传递给M3RSF90型减速器，再由减速器输出轴通过十字滑块联轴器传递给机头链轮组建，由机头链轮带动刮板链和机尾的链轮转动，并由刮板链连接形成一个封闭的运动系统。在运转中，为防止刮板、刮板链磨损中间槽箱，在槽箱上固定耐磨板，当耐磨板磨损超限后，进行更换耐磨板，不对中间槽箱更换，方便灵活。如图1所示SGB1400/220D型双边链刮板输送机中间槽箱底部为承载段，槽箱上部为回空段，中间槽箱底部装有电液推杆平板闸门，每部刮板输送机在1号、2号、3号、4号原煤仓上各装有两部电液平板闸门，电液推杆平板闸门正对原煤仓上口。刮板输送机机尾搭接胶带输送机，煤矸从刮板输送机机尾倒料槽卸下后，向机头运输，打开中间槽箱底部电液推杆平板闸门，通过电液推杆闸门向煤仓灌煤。

图1 刮板输送机结构原理图示意图

1.2 刮板、刮板链及耐磨板磨损原因分析 如图2所示，由于刮板与耐磨板、刮板链与耐磨板长期做相对滑动运动，再加上外部载荷作用，摩擦力很大，新更换的耐磨板与刮板链，经过一段时间运行后，刮板链与耐磨板接触部分两者都被相互磨损，刮板链与耐磨板接触部分圆柱面磨成了平面，耐磨板表面被成一条深槽，如图3、图4从现场更换下来的刮板链与耐磨板实际照片。这种磨损属于非正常磨损，正常磨损是刮板与耐磨板之间的磨损，耐磨板摩擦面整体磨损，不会出现深槽。如表1所示，刮板链的非正常磨损量是耐磨板正常磨损量的近3倍。

图2 刮板链与耐磨板磨损示意图

图3 刮板链实拍现场磨损图

图4 耐磨板实拍现场磨损图

2 解决方案

2.1 方案一：调换上耐磨板磨损部位，增强上耐磨板寿命 由于本型号的刮板输送机使用下部耐磨板做承载面，在驱动带动刮板、刮板链运行中，在下耐磨板带载荷的刮板链处于张紧装置，而上部耐磨板的空载刮板链处于松弛状态，长久以往上部耐磨板与刮板接触多，造成上部耐磨板比下部耐磨板磨损较快，上部耐磨板寿命短。因刮板链与耐磨板磨损不在耐磨板中线上，当上部耐磨板磨损达到量50%时，将上部耐磨板旋转180°，磨损部位调换，增加了上部耐磨板的使用寿命。

2.2 方案二：堆焊刮板链耐磨层、耐磨板磨损深槽 在安装或更换新刮板时，在刮板磨损部位使用耐磨焊条堆焊一层5mm厚的耐磨层，在增加刮板耐磨的同时，也加高了刮板与刮板链连接孔中心高度，减少了刮板链与耐磨板的接触，减少了刮板链与耐磨板相互磨损，如图5所示。当耐磨板磨损的深槽达到5mm时，在月度停产检修时间分别对两部刮板输送机上下耐磨板用耐磨焊条进行堆焊，将深沟堆焊与耐磨板表面平直，如图6所示。定期检查刮板、耐磨板磨损部位堆焊层，当刮板堆焊层小于2mm、耐磨板磨损的深槽达到5mm时进行补焊。这样使得刮板输送机的刮板链、刮板及耐磨板寿命都不同程度的增加，操作起来又比较方便，堆焊耐磨板不用将其拆卸，堆焊刮板时也不需要将其拆卸，在底链堆焊与上耐磨板接触部位，在上链堆焊与下耐磨板接触部位，再运转调换上下链进行堆焊。

图5 刮板链与耐磨板磨损示意图

图6 刮板链与耐磨板磨损示意图

从以上分析方案二比方案一更有效可行，工作量小，带来效益巨大。方案一只增加了上部耐磨板的使用寿命，未增加刮板链及刮板寿命，当上耐磨板磨损到一定程度时，将上耐磨板调转180°，改变上耐磨板与刮板链非正常磨损部位，增加刮板输送机上耐磨板寿命远远小于方案二，以下我们只对方案二进行分析计算。

二是鼓励发展股份合作模式。由于农民对稳定收入的偏好，以及如有高投入高收益的企业参与，农民土地经营权所占的股份比例难以确定等原因，推进难度较大。而联合体内部信息透明，成员彼此信赖，为破解难题创造了新的机会。首先，在发挥联合体内部乡村精英的示范引领作用的同时，还可借助村集体强有力的组织和带动；其次，抓住当前土地经营权确权登记颁证到户、集体经营性资产折股量化到户的契机，引入权威的第三方专业评估机构，科学估价入股资源；第三，也是最重要的是重点培育联合体的核心龙头企业，其良好的市场竞争力是推行“保底收益+按股分红”分配模式的根本保障。

3 经济实用性的计算

3.1 计算刮板链更换标准 已知量：刮板输送机运行部分单位长度质量q0=56.4kg/m，输送机长度L=89m，输送能力Q=1500t/h，运行速度μ=0.96m/s，查表得到煤在刮板中间槽中的运行阻力系数ω=0.6，刮板在中间槽中的运行阻力系数ω0=0.2。

计算空载段阻力(单位：N)

式中：g——重力加速度，9.8N/kg；L——输送机长度，89m；q0——刮板输送机运行部分单位长度质量，56.4kg/m；ω0——刮板在中间槽中的运行阻力系数，0.2。

式中：Q——输送能力，1500t/h；μ——运行速度，0.96m/s。

重载阻力为（单位：N）：

式中：g——重力加速度，9.8N/kg；L——输送机长度，89m；q0——刮板输送机运行部分单位长度质量，56.4kg/m；ω0——刮板在中间槽中的运行阻力系数，0.2；ω——煤在刮板中间槽中的运行阻力系数，0.6；q——刮板输送机运行部分单位长度质量，434.03kg/m。

各张力点张紧力计算，下部刮板承载，且是一端布置传动装置分析，首先计算最小张力点的位置，然后根据“逐点计算法”进行计算。因一端传动如图7所示，故最小张力点在1点，张紧力S1最小，由双边链查表得1点张紧力为（由机尾张紧装置引起，单位：N）：

图7 刮板张紧力分析示意图

2点张力为（单位：N）：

式中：S1——1点的张紧力，4000N；

Wk——空载段阻力，13838.42N。

考虑到刮板链、刮板绕过从动链轮时的曲线阻力，曲线阻力时从动链轮与刮板链、刮板相遇点张力S2的0.05倍取，则3点张力（单位：N）：

4点张紧力S4等于3点张紧力S3与重载段阻力Wzh之和，4点张紧力为（单位：N）：

式中：S3——3点的张紧力，14530.34N；Wzh——重载阻力，239692.34N。

由刮板链安全系数效验，双边刮板链抗拉强度安全系数为：

式中：Sp——为一条刮板链的破断力，先使用的刮板链设计破断力，850kN；λ——两条刮板链符合分配不均匀系数，圆环链取0.85；Smax——最大张紧力，取S4=254222.68N。

刮板输送机在满载工作时，刮板所受临街张紧力为：

式中：σ——需用应力，（Pa）；Fn——拉伸力，（N）；A——受拉伸的截面积，（m2）。

随着刮板输送机刮板链磨损，刮板链链条横断面面积减少，刮板链实际破断力也在不断减小，当实际破断力小于刮板输送机刮板临界张紧力时，满载运行时，就会造型刮板链断链现象。现场我们只能靠测量磨损后刮板链面积的方法，确定是否进行更换刮板链。

式中：A0——磨损后的刮板链断面面积，（m2）；[σ]——许用应力，（Pa）；A——刮板链出厂断面面积，（m2）；Sp0—刮板所受临街张紧力，254222.68N；Sp——为一条刮板链的破断力，先使用的刮板链设计破断力，850kN。

当现场刮板链磨损后断面面积与原出厂断面积之比小于73.9%时，就必须进行更换刮板链，现场测量计算我矿2011年5月份更换了的刮板链以达到了更换标准。

3.2 经济效益计算 截止2011年5月份我矿更换原煤仓刮板输送机刮板链、刮板及耐磨板，大约累计完成原煤运输1000万吨，现场测量更换下来的刮板链、刮板及耐磨板磨损量如表1所示。

表1 刮板链、刮板及耐磨板磨损对比表（mm）

通过表1磨损量及处理方案的比较：

①耐磨板与刮板链之间的非正常磨损是造成耐磨板损坏的主要原因，对耐磨板采用以上解决方案处理后，耐磨板只是正常磨损，使得耐磨板寿命至少增加1倍。节约耐磨板40.26吨钢材，按6500元/吨计算，节约资金6500元/吨×40.26吨=261690元。②对刮板采用以上解决方案处理后，刮板磨损层增加了可磨损量的近3倍，使得耐磨板寿命至少增加3倍。两部刮板输送机共有400根刮板，则可节省资金750元/根×400×3=900000元。③在增加刮板耐磨层的同时，加高了刮板链与耐磨板接触的高度，减轻两者之间的磨损，刮板链的寿命也至少提高1倍。两部刮板输送机在用刮板链共800挂，连接环800个，则可节省资金800元/挂×400×3=960000元。④合计节约资金：261690元+900000元+960000元=2121690元。

4 结束语

节约能源消费、降低能耗标准,从经济的角度讲,就是要通过优化结构、科学管理、技术进步和合理有效利用资源等途径，减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，以最少的能源消耗获取最大的经济效益。本文研究成果正在研究运行阶段，节省资金巨大，甚至都超过以上计算节约资金，这套方案是值得推广的一套好方案。

[1]洪晓华主编.矿山运输与提升（2版）[M].徐州中国矿业大学出版社，2005，7（2007，1 重印）.

[2]刘鸿文主编.材料力学Ⅰ（4版）[M].北京：高等教育出版社，2004，1.

[3]黄吉敏.刮板输送机的安装、运转与维护的改进[J].中小企业管理与科技(下旬刊)，2010(07).