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煤矿用刮板输送机设计对比和分析 　　摘 要：对国际上两种主流机型的刮板输送机进行全面的比较，分析两者在结构型式、技术性能和实际使用效果的差别，供国内广大煤矿用户和设备生产企业参考借鉴。 　　关键词：刮板输送机中部槽；软启动；刮板链 　　美国JOY公司和德国DBT公司（现已被美国卡特公司收购）是国际上最大的两家综采设备制造企业，不仅能够为用户提供成套的高端技术装备，在新产品的研发方面更是有着丰富的经验和深厚的技术储备。两家公司的刮板输送机在结构特征存在很大差异，但在使用中都有非常出色的表现，经受住了煤矿严酷工作条件的考验，现对两家的刮板输送机产品进行比较，分析各自的特色与优势，供国内广大煤矿用户和设备生产企业借鉴。 　　1 中部槽 　　中部槽构成刮板输送机的躯干，占到整机重量的50%以上，中部槽寿命是衡量设备寿命的重要指标。JOY和DBT两家公司的中部槽有存在显著差异。 　　德国DBT公司采用传统的“轧制-焊接结构”：槽帮采用轧制成形，中底板先与左右挡板焊接，再焊接铲板、哑铃联接座、推移耳、弯板和轨座等其它零部件。轧制槽帮和相关锻件有非常高的强度、韧性和尺寸精度，材料的内在缺陷少，采用机器人自动焊接，焊接质量得到有效保证。 　　DBT公司中部槽分为主槽体和上溜槽两部分：上溜槽结构简单，主要承担刮板运行和煤输送过程的磨损，强度要求低，可采用耐磨的材料，槽体磨损后可方便更换；结构复杂的主槽体主要是确保强度，采用强度高、韧性好、焊接性能好的材料组焊而成，可多次重复利用，降低设备使用费用，PF5中部槽上溜槽中板厚度30mm，主槽体中板厚度25mm，上溜槽过煤量可达到2000万吨，主槽体的过煤寿命可达到4000万吨。 　　轧焊式中部槽的缺点在于槽帮的尺寸变化比较困难：由于槽帮轧制过程中轧辊流水线的工艺调整复杂，同规格槽帮轧制需要有一定批量，因此生产灵活性差，应用受到很大限制。轧焊式中部槽焊道多，对焊接质量要求非常严格。这些因素限制了轧焊式中部槽在国内的推广应用。 　　JOY公司于20世纪80年代末开发成功铸焊式结构中部槽：中部槽分为铲板槽帮、挡板槽帮、中板、底板、弯板、轨座共六部分，与轧焊式中部槽比较，零件数量大幅减少，焊接工作量和焊接复杂程度与难度显著降低，槽帮采用模型铸造工艺，便于利用铸造成型过程中的金属流动性形成复杂的形状，更好的承担各种复杂的工作载荷，避免局部的应力集中。 　　目前槽帮材料通常采用ZG30MnSi，高性能槽帮还加入Mo等合金元素，采用调质处理，具有较高的强度、韧性和耐磨性，抗拉强度达到600～900Mpa，表面硬度HB240～280。中部槽中底板采用高强度耐磨钢，槽帮与中底板联接的焊缝采用熔透焊接方式，强度完全能够与母材匹配，具有很好的韧性，铸焊式中部槽的寿命和可靠性显著提高，1000mm槽宽中部槽中板厚度40mm，过煤量寿命达到2500万吨时，中板磨损量不到20mm。 　　单件槽帮的重量200～600kg，采用模具铸造，生产工艺简单，不受生产批量限制，根据煤矿的地质条件和综采工作面设备配套具体要求可灵活调整槽帮的形状与尺寸。由于铸焊式中部槽的生产方式灵活，生产工艺简单，因此被国内外刮板输送机生产厂家广泛采用，同时得到广大用户的认可。 　　2 驱动系统 　　由于受工况的影响，刮板输送机经常性重载启动，同时长运距刮板输送机通常采用机头尾双电机驱动或3台电机驱动，电机出力容易产生不均衡，因此刮板输送机启动困难，容易对传动系统和链条产生应力冲击，严重时会导致链条的断裂或电机的烧毁，大功率刮板输送机通常采用软起动装置。 　　德国DBT公司采用CST可控软启动装置，摩擦离合器布置在减速器输出端的行星架与箱体之间，有独立的高压自动供液系统调整动静摩擦片之间的压力，可对减速器输出扭矩的精确控制，实现软启动和多电机驱动的功率平衡；CST离合器对负载变化的响应快，一旦链条发生刮卡，离合器几毫秒内就会打开，电动机和减速箱高速旋转的转动惯量不会通过输送机链轮作用到链条上，能够实现有效的过载保护，延长链条使用寿命，提高整机运行可靠性。实践证明相似机型的刮板输送机，DBT的刮板输送机链条断裂次数少，使用寿命长。CST的缺点在于内部结构和控制系统复杂，制造精度要求高，摩擦片对润滑油的油质要求较高，因此价格昂贵，日常维护难度大，维修成本高。 　　JOY公司软启动采取的是液力传动技术，使用清水作为传动介质，偶合器布置在减速器和电机之间：电机启动前先将液力偶合器内腔的液体排空，电机空载启动，达到额定转速后，阀控供液系统开始对偶合器内腔快速供液，大概用20秒时间完成充液过程，刮板输送机完成启动过程，进入正常工作运行状态。设备运行过程，阀控供液系统通过检测水温度的变化，按照程序设定自动排液与充液，注入冷水，排出热水，将偶