新型大直径采煤机螺旋滚筒的设计与制造

摘 要：采煤机作为极为重要的井下开采设备，也是最为主要的井下开采设备，随着社会经济的不断发展、科学技术的不断进步，对于采煤机关键部件——螺旋滚筒的需求逐渐增多。所以如何在保证其螺旋滚筒的工作效率的前提下，满足其工作质量，是当前需要研究的重点。对于采煤机螺旋滚筒的设计，要采用超大直径、局部减重、重型破岩等方案。对于采煤机旋转滚筒的制造，要根据实际情况，对于易磨损的部位加以针对性的保护措施。从而以创新性思维来设计与制造新型大直径采煤机的旋转滚筒。

关键词：新型大直径 采煤机 螺旋滚筒 设计 制造

采煤机的关键部位——螺旋滚筒是为完成截煤和装煤的功能需求，通常情况下在采煤机中螺旋滚筒的功率消耗要占据其装机功率的80%～90%.在对螺旋滚筒进行设计时，要实现截煤比能耗低、少粉尘、大煤块的目标以及相对比较好的装煤效果。要保证其截割的阻力可以均衡的作用于螺旋滚筒上，从而有效的提高采煤机的工作效率。

在设计和制造超大直径螺旋滚筒时，要以减轻螺旋滚筒自身重量，降低采煤机功率损耗为目的，在本文中，主要深入阐述了超大直径螺旋滚筒设计和制造过程的重点。

1.螺旋滚筒的设计

对于螺旋滚筒连接盘的厚度，可以使用比常规设计较薄的板材，使用组合焊接从外缘界面进行焊接，加厚齿座焊接处，保证与齿座的焊接强度（如图1）。

对于连接盘的宽度，如果端盘以及叶片宽度变窄，筒圈以及连接盘直径就要增大。同时，叶片宽度太窄，其装煤量就会变小。所以要在其找一个中间平均值。

整体结构：考虑其减重要求以及受力结构，连接盘轮缘板厚要小于轮毂；通水方式：可以从其内侧钻孔，从盲孔端部下截面方向钻孔相通，焊接完成后，通过该孔对端盘通水，保证其叶片水道与端盘的相通；材料：基于对螺旋滚筒大直径的要求，对于其螺栓的规格以及级别要求相对比较高。可以采用ZG35CrMo，且具有较好的焊接性能。

对于端盘的结构，可以使用组合结构，加强版内侧与端盘形成角焊缝，外侧下沿大焊接坡口，组装齿座后进行焊接。

对于端盘泄密孔，要根据实际情况对泄煤孔的数量样式进行选择，要避免对端盘的挤压，保证截煤效果。

对于端盘压制，在对端盘压制时，由于其受力部位靠近外侧，难以控制其压制角度，所以在压制外径时，压制一次后，对其进行测量，确定合理的压制时间。

对于叶片的设计可以使用与端盘一样的组合结构，对于叶片的压制，可以使用分段下料、压制的方法，将一头叶片分为4部分，在压制时保证其外援升角，压制后进行焊接。

2.螺旋滚筒的制造

2.1注重其螺旋滚筒的焊接质量

对于螺旋滚筒焊接工作，在整个螺旋滚筒的制造过程中的工时占据了40%，同时，螺旋滚筒内的齿座处漏水、齿座脱落以及叶片开裂等情况在一定程度上都是因其焊接质量不足而导致的。所以要根据实际情况，严格规范在螺旋滚筒制造过程中的焊接工作，保证其螺旋滚筒的焊接质量。

该螺旋滚筒运用的是CO2气体保护焊，采用?1.2药芯焊丝，在焊接之前需要对焊接处的氧化层进行打磨，在焊接过程中要注意对药皮的清理。通常情况下，是在座式焊接变位机上对螺旋滚筒进行焊接的，可以保证焊缝处于一个相对水平的位置，便于焊接工作人员工作，环缝焊接要保证其焊接的匀速，焊接完成后要通过振动时效来保证焊接内应力可以有效的释放。还要对螺旋滚筒各个部位的焊接处进行进一步检查，确保螺旋滚筒的焊接质量。

2.2注重其螺旋滚筒耐磨度的提高

在螺旋滚筒中，其端盘、叶片尾部以及叶片外缘相对于整个螺旋滚筒来说，具有易磨损的特点，注重其螺旋滚筒这种部位耐磨度的提高，可以有效的提高螺旋滚筒的使用寿命，以及采煤机的工作寿命。

2.2.1注重螺旋滚筒端盘耐磨度的提高。在螺旋滚筒中，最先切入煤壁的部位就是端盘，在此过程中需要很强的截割阻力，所以可以在螺旋滚筒的端盘外侧进行一定的防护措施，以此来提高端盘的耐磨度。如图1所示，将耐磨板焊接至螺旋滚筒的端盘外侧，将耐磨块焊接至滚筒中端盘上截深最大的齿上，以此使螺旋滚筒的齿座以及端盘得以更好的保护。同时，因其外侧耐磨板处于下面是齿座以及喷嘴座，这种相对比较特殊的位置的焊接点相对比较少，所以保证其焊接点的尺寸控制。另外，为加强其焊接质量，还可以在耐磨板中间以及两段加工长孔，通过塞焊的方式增加其焊接面，从而提高焊接质量。

在螺旋滚筒中，其工作环境相对比较恶劣，截齿受力相对比较大，在螺旋滚筒筒体侧有着4组破壁齿座，可以提高螺旋滚筒的破岩能力，予以端盘足够的保护。

2.2.2注重螺旋滚筒叶片尾部耐磨度的提高。对于螺旋滚筒叶片尾部输煤侧的防护，当前多数厂家通常是将耐磨材料加至其叶片尾部，用耐磨焊条在其外援堆焊网状层，并使用耐磨板对齿座进行防护。同时，为增强其耐磨度，在其外援在此堆焊网状层，确保在焊接时与齿座的紧密贴合，避免出现因焊接夹渣、未熔合等情况，从而导致耐磨板脱落的发生，造成螺旋滚筒无法正常的使用。

结语：随着社会经济的不断发展，对于大直径采煤机螺旋滚筒的需求会越来越多，本文从螺旋滾筒连接盘的设计进行了分析，然后提出了注重其螺旋滚筒的焊接质量、注重其螺旋滚筒中端盘以及叶片尾部耐磨度的提高等在螺旋滚筒制造中需要注意的事项。

参考文献：

[1] 蔡中义，王保祥，汪顺，周春元.新型大直径采煤机螺旋滚筒的设计与制造[J].煤矿机械，2012，33（04）：12-15.

[2] 黄明.采煤机制造过程中螺旋滚筒的参数设计[J].黑龙江科技信息，2011（31）：51.

作者简介： 宋子龙，出生年月 1981年7月，性别 男，籍贯 黑龙江省双鸭山市集贤县，民族 汉族，最高学历 本科，职称，工程师，研究方向，采煤机设计及采煤机在生产制造方面的改进