矿井采煤机截割部外壳的可靠性研究

牛利君



矿井采煤机截割部外壳的可靠性研究

牛利君

(阳煤集团平定东升兴裕煤业有限公司，山西 阳泉市 045299)

针对采煤机截割部外壳的可靠性进行了系统研究，认为电机箱与传动箱连接的位置以及外壳前端的加强筋位置为应力集中位置，材料容易发生疲劳，当采煤机长期运行时，会影响整个采煤机工作的可靠性，需要进行结构优化；为了提高材料的强度和韧度，选择CrNiMo系调质钢在热处理后进行机加工和低温回火处理。

采煤机；外壳；热处理；结构优化

截割部是矿井采煤机的主要组成结构，在截割部内部，电机提供的机械能通过齿轮传递给滚筒，滚筒转动完成割煤和落煤工作。截割部外壳不仅要承受自身结构整体的质量以及滚筒割煤产生的作用力，而且鉴于采煤机工作环境的恶劣，截割部外壳还会受到冲击荷载作用，受力复杂且趋于多变[1]，故采煤机长时间的工作运转条件下截割部外壳及其内部的传动系统运行稳定性会减低，采煤机容易形成故障。为了提升采煤机整体运行的稳定性和可靠性水平，需要提高截割部结构的可靠性。

1 截割部外壳结构的可靠性研究

(1) 外壳受力分析。矿井采煤机滚筒在割煤过程中，将其所受的力进行分解如图1所示[2]。

图1 采煤机滚筒受力分析

在图1中，F是截割阻力，其方向垂直于采煤机牵引方向，作用于采煤机滚筒截齿的齿尖位置，当煤层倾角较小可视为近水平煤层时，滚筒在水平方向上所受载荷最为显著，所处的工况条件最为恶劣，此时，F=153 kN截割阻力，F=914 kN推进阻力，截齿的轴向作用力F=58 kN。……