采煤机扭矩轴卸荷槽结构的优化设计

郄岩伟

（晋能控股集团和顺新大地煤业有限公司， 山西 晋中 030600）

引言

由于采煤机工作环境恶劣，截割机构的受力较为复杂，再加上煤层质地的差异导致采煤过程载荷波动大，过载、闷车等情况时有发生，采煤机传动部件甚至电机随时可能被损坏，使采煤工作停滞[1-3]。为此，在采煤机截割电机空心轴内设置扭矩轴，不仅能传递截割扭矩、缓冲动载，还能够在截割机构过载时发生断裂，保护截割传动系统。随着采煤机截割功率的提高，对于扭矩轴的要求越来越高，一旦出现扭矩轴过载未断情况，将会给采煤机造成毁灭性的故障，产生不可估量的经济损失；与此同时，扭矩轴也不能经常发生断裂，经常更换扭矩轴将会降低采煤机的工作效率[4-5]。卸荷槽作为扭矩轴实现过载保护的重要结构，是扭矩轴中强度最弱的部分，也是扭矩轴功能能否可靠实现的保证[6]。因此对采煤机扭矩轴卸荷槽结构进行分析，找出扭矩轴存在的问题进行优化改进，提高扭矩轴工作可靠性，对于提高采煤机工作效率具有重要意义。

1 扭矩轴的结构及作用

某型号采煤机扭矩轴的结构如图1 所示，由图1 可以看出扭矩轴中间为实心轴段，两端设置空心轴段分别用于连接电机和截割机构，截割电机连接轴段的外圆部分设计了卸荷槽。结构中标注的具体尺寸如下：轴长L=1 275 mm，卸荷槽轴向位置L0=290 mm，空心轴段内径d=35 mm，扭矩轴外径D=70 mm，形槽半径r=3 mm，形槽深度h=7 mm。

扭矩轴作为采煤机动载缓冲与过载保护的关键部件，其具体作用如下：