摘要：采煤机是综采成套装备的主要设备之一，主要由截割部、装载部、行走部 (牵引部)、电动机、操作控制系统和辅助装置等部分组成，是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统，滚筒是采煤机的重要组成装置，其主要作用是割煤和装煤，如滚筒设计不合理，会严重影响采煤机的割煤效率。
关键词：卧底量；装煤效果
1、前言
陕煤集团张家峁矿业公司是一家千万吨级大型矿井，该矿主采煤层4-2煤和5-2煤，其中4-2煤煤层厚度3.6-4米，使用的是美国久益公司生产的7LS3A进口采煤机，煤机原装滚筒直径为2.0m，截深865mm，重量约为5.6吨，由于张家峁矿4-2煤煤层厚度存在变化，实际生产过程中出现煤机滚筒装煤效果差、卧底量不够等问题，对矿井生产造成了一定的影响，为改善生产过程装煤效果，提高卧底量，神南产业发展公司与专业厂家和张家峁矿业公司研究决定对煤机滚筒进行改造，最终确定改用肯纳金属2.4米滚筒，通过使用改造后的滚筒，解决了采煤机装煤效果差和卧底量不足的问题。但由于煤机滚筒加大到2.4m导致采煤机自重增加，煤机割煤时又产生了新的问题，主要有截割时机身晃动明显、震动较大；采煤机摇臂与机身连接销轴铜套磨损较快；采煤机调高油缸、导向及支撑滑靴损坏较快，导向滑靴正常为下端磨损，该煤机使用中导向滑靴上端磨损较快，为机身受力不均匀表现。针对上述问题，神南产业公司会同专业厂家对2.4米滚筒进行了再次升级改造。
2、改造方案
为保障矿井高效生产，作为矿井专业技术服务单位，产业公司多次走访调研使用单位，对存在问题进行了详细了解，并听取专业厂家建议,对JOY7LS 3A煤机滚筒进行了升级改造，从而避免现有2.4m滚筒存在的不足,并进一步提高滚筒耐磨性，延长滚筒的寿命。方案如下：
2.1为适应工作面采高并保证卧底量及装煤效果，滚筒仍选用直径2.4m、截深为865mm的规格尺寸的滚筒；
a.端盘减重设计图
b.叶片减重设计图
c.轮毂减重设计图
图2
2.2在保证滚筒整体强度的前提下，采用减重设计，即叶片用70+25mm钢板；端盘用70+25mm钢板并开4个漏煤孔，单只滚筒重量可由现在的6.5吨降低至5.7吨左右，与JOY 7LS3A煤机原装2m滚筒适应重量相当，从而降低煤机整体及调高油缸负荷，延长销轴铜套寿命，优化方案如图2：
2.3滚筒截线排布由现在的端盘24齿；叶片36齿;4齿/线,改进为端盘24齿；叶片36齿;2齿/线，提高采煤机牵引速度，并降低在同等牵引速度下煤机的晃动、震动；
a.原设计：1线4齿
b.优化设计：1线2齿
2.4采用H225SNR（1字竖卡槽）齿座/U90K225NR齿套/U95-25HF截齿配置，不旋转齿套可避免齿座内孔磨损，延长齿座使用寿命，提高滚筒过煤量；
2.5滚筒叶片尾部采用BS38.65/U135-25负角度齿设计，有效保护叶片尾部及滚筒桶体、防止硬物料的冲击式磨损，有效提高滚筒寿命。
2.6端盘及叶片磨损易磨损区域，均采用德国进口耐磨块进行有效防护。
3、实施应用前后效果
改造前煤机震动较大，极易造成煤机相关附属件损坏，从而造成生产成本提高、整体割煤效率低下和人员劳动强度增大等问题。通过该项目的设计改造，煤机运行平稳，解决了之前煤机在截割作业时晃动较大造成摇臂与机箱连接铰接轴铜套频繁损坏的问题；装煤效果非常理想，较之前得到明显改善。
a.叶片尾部BS38.65/U135-25负角度齿设计图
4、推广价值及范围
此项目的应用可有效提高滚筒的综合使用性能及使用寿命，避免因设计、加工不当而造成的损坏，延长了设备的使用寿命，减少了井下设备的故障率，同时节约了生产成本。该项目可推广至其他进口采煤机，如JOY 7LS 07、7LS6C型大采高工作面采煤机滚筒，通过升级改造优化滚筒的性能，从而提高企业经济效益与社会效益。
5、结语
采煤机工作环境恶劣，一旦出现故障将会导致整个采煤工作的中断，造成巨大的经济损失，所以相煤矿关企业要做好煤机的选型配套工作，尤其滚筒作为其中的重要装置，在设计选型时一定要与矿井工作面相匹配，以保证矿井的高效生产。
论文作者:陈瑞,焦阳
论文发表刊物:《电力设备》2019年第11期
论文发表时间:2019/10/18
标签：滚筒论文; 煤机论文; 叶片论文; 采煤机论文; 磨损论文; 矿井论文; 卧底论文; 《电力设备》2019年第11期论文;