采煤机行走系统损坏原因分析与改进

刘昆民

（天地科技股份有限公司上海分公司，上海　200030）

　　摘　要：分析了采煤机在大倾角、大俯采、工作强度大的工作面行走系统损坏的原因，提出了一系列改进措施。降低了采煤机行走系统的故障率，提高了生产效率。

　　关键词：采煤机；行走系统；分析；改进

　　0　引言

　　大倾角、大俯采角度、高瓦斯、三软煤层、极薄煤层属于难开采煤层，有的是一种单一的工况、有的是多种工况并存，给煤矿安全高效生产造成极大困难。采煤机在这种工况下工作，对采煤机零部件强度的要求越来越高，采煤机的行走系统处于传动系统的末端，属于开式齿轮传动系统，没有任何润滑，采煤机行走时，又受到大量的冲击载荷，造成采煤机行走轮频繁损坏。严重制约了生产的高产高效。本文通过对采煤机行走轮失效原因进行分析。提出了针对性的措施，降低了采煤机行走系统的故障率，提高了生产效率。

　　1　行走系统损坏原因分析

　　（1）大俯采角度工作面行走系统损坏原因分析采煤机在大俯采角度工作面工作，行走轮与销排的啮合情况如图1所示。

　　在俯采工况下，采煤机的重心偏向煤壁侧，导向滑靴下边的钩子与销排的下面接触，磨损严重，而行走轮随着导向滑靴的上抬同时上抬，造成爬齿顶的现象，采煤机的行走轮不能与销排正常啮合，行走轮的齿顶与销排啮合时，由于受力较大，齿顶产生剥落。行走轮的齿面硬化层剥落之后，露出的芯部硬度比较低，磨损加快，很短时间内就会报废。如果导向滑靴磨损超量后，没有及时更换，会造成导向滑靴从销排处脱出，造成采煤机掉道。

　　（2）大倾角工作面行走系统损坏原因分析　

　　在煤炭开采中存在大量的急倾斜工作面，平均倾角50°左右，Z大的达到62°，普遍采用的是上海天地的500、600、700型大倾角系列采煤机。为了工作面正常生产的需要，采煤机的牵引力一般都在700~750kN左右。采煤机一般采用126节距的行走轮，Z大承受的牵引力在700kN左右。由于工作面倾角大，检修起来特别困难，即使导向滑靴磨损超量，检修工人也不愿去更换。导向滑靴磨损超量造成采煤机行走轮与销排干涉，行走轮受到冲击载荷，造成行走轮断齿。

　　（3）产量要求高，工作强度大的工作面，行走系统损坏原因分析

　　由于产量要求高，采煤机的牵引速度也高。导向滑靴和销排的磨损都非常快，磨损超量后，如果没有及时更换，会造成行走轮啃在销排的侧面或啃在元宝座上，产生瞬时较大的冲击载荷，造成销排断裂或行走轮断齿。而且由于牵引速度高，在销排连接处由于节距的变化，产生的冲击载荷也很大，而且工作时间长，在交变冲击载荷下，销排被压溃的现象非常普遍，行走轮的强度也不断下降，Z终导致销排断裂和行走轮断齿的故障。

　　2　改进措施

　　（1）行走轮的改进

　　①改变行走轮材料和热处理工艺原有的采煤机采用的行走轮材料为18Cr2Ni4WA，现采用18Cr2Ni4WE电渣重熔钢，并增大渗碳层的厚度。根据以往的研究，电渣重熔钢可提高疲劳寿命6倍，提高弯曲疲劳寿命20%，提高冲击韧性1倍。采用新材料后，行走轮的强度和耐磨性都大大提高。

　　②改变行走轮的节距在大倾角、大俯采和产量要求高的工作面，126节距的销排和行走轮的强度已经被用到极限，经常出现销排断裂、行走轮断齿的故障。为了满足生产需要，避免销排与行走轮的频繁损坏，可以采用147或151节距的销排和行走轮，它们的承受能力都在100t左右，提高了销排与行走轮的强度，有效的减少了行走轮与销排频繁损坏事故的发生。

　　③改进行走箱结构，便于导向滑靴与行走轮的更换改进前的行走箱结构如图2所示，改进后的行走箱结构如图3所示。可以看出，改进前要更换导向滑靴和行走轮组件必须先把行走箱拆掉，需要十几个小时或更长时间才能完成。改进后，只需把行走轮轴拆下，就可以更换导向滑靴和行走轮，只需几个小时便可完成，缩短了检修时间，降低了工人的劳动强度。减少了因导向滑靴更换困难，磨损超量也不进行更换，进而导致行走轮与销排频繁损坏事故的发生。

图2 改进前行走箱结构

图3 改进后行走箱结构

　　（2）导向滑靴的改进

　　原来的导向滑靴耐磨层一般在5~6mm，耐磨层磨损后，由于基体材料相对较软，很快就会磨损超量，造成行走轮与销排干涉，进而导致行走轮断齿和销排断裂。改进后的导向滑靴是在导向面焊接12mm厚的耐磨钢板，提高了耐磨层的厚度，提高了导向滑靴的使用寿命。减少了因导向滑靴磨损超量造成采煤机行走轮与销排的损坏。

　　（3）销排的改进

　　在大俯采、大倾角和产量要求高、工作强度大的工作面，采用147或151节距的销排，可以将销排的承载力提高到1000kN，与采煤机147或151节距的行走轮相配，可以有效避免因销排或行走轮承载能力低，造成行走轮断齿、销排被压溃和销排断裂事故的发生。

　　（4）及时检修，加强维护

　　采煤机在大倾角、大俯采以及产量要求高的工作面，对采煤机导向滑靴、行走轮、销排的及时检修与维护是非常必要的。采煤机导向滑靴和销排的磨损量都是有限的，磨损超量就会造成采煤机行走轮与销排啮合不正常，行走轮直接啃在销排侧面或元宝座上，造成销排断裂或行走轮断齿。如发现耐磨层已经磨损掉，可以及时进行更换，将换下来的导向滑靴堆焊后重新使用，能有效避免因导向滑靴磨损超量造成行走轮、导向滑靴与销排的损坏，减少了停产检修时间和备件消耗，提高了劳动生产率。

　　3　结语

　　通过对几种复杂工作面行走轮损坏的原因进行分析，提出了一系列改进措施，降低了采煤机行走轮损坏的频率，提高了生产率。实践证明，改进后的采煤机行走系统故障率降低，满足了矿方高产高效的要求。

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来源：《煤矿机械》2015年01月