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俄霍布拉克煤矿MG750/1800—WD电牵引采煤机爬坡能力提升技术改造方案
作者：陈国强
来源：《科技创新与应用》2013年第34期
摘 要：文章针对俄霍布拉克煤矿下1煤工作面MG750/1805-WD采煤机在使用过程中出现的爬坡能力小，不能满足煤机上行割煤的问题，进行计算分析，找出了原因，并提出增大牵引电机功率和相应设备配套的改造方案，实施后，煤机爬坡能力显著增强，生产效率提高，效果良好。
关键词：采煤机；牵引；功率；能力；改进 1 概述
徐矿集团天山公司俄矿使用太重公司MG750/1800-WD交流电牵引采煤机，在下1煤采区回采，煤层平均厚度3.5m，倾角15°，煤层硬度f4～5，采用一次采全高工艺。先后回采了1402、1106、1108三个工作面，共计推进长度2200米，生产原煤250万t，折算实际生产时间约11个月。煤机间断在三个工作面使用，暴露较多故障，最主要的问题为爬坡能力小，不能满足上行割煤要求，煤机上行需跑空刀，生产效率低。 2 采煤机牵引速度与牵引力计算
采煤机爬坡能力小的根本原因在于牵引力不足，为此，必须验算牵引电机在随机功率下牵引力是否满足要求。
2.1 MG750/1800-WD采煤机主要参数
采煤机主要参数：采高2.2～4.0m；电机功率1805kw；其中截割功率2*750kw，牵引电机功率2*90kw；牵引速度0～24.58m/min；自重93t；电牵引方式，截深800mm。 2.2 牵引速度计算
厂家提供MG750/1800-WD采煤机采用的销排节距是147mm，牵引电机工频额定转速为n =1485r/min，牵引系统传动比为i=246。计算牵引速度： 链轮的转速为：n=1485÷246=6.04r/min
采煤机的牵引速度为：V=6.04×2×3.14×0.2574=9.76m/min。
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2.3 牵引力计算 3 采煤机爬坡能力计算
影响采煤机牵引阻力的因素很多，其受力图见图1所示。 图1 采煤机受力分析图
滚筒截煤时受到的阻力，可以分解为互相垂直的两个分力：前滚筒为PX和PY，后滚筒为P’X和P’Y。PY和P’Y就是作用在滚筒圆周上的截割阻力，其影响牵引力方式是造成摩擦力。PX和P’X是滚筒的推进阻力其作用方向与采煤机的牵引方向相反直接影响牵引力的大小。
由于螺旋滚筒受到轴向力，特别是滚筒的推进阻力PX和P’X的合力与牵引轮T+T'，不是沿同一条直线作用而形成使采煤机转动的扭矩，造成导向滑靴侧向力PZ和P’Z这两个力影响牵引力方式是造成摩擦力。
以上分析的各力很难精确计算，一般都用机重来估算。那么采煤机的最大牵引阻力就可以写成：
TMAX=PX+P’X+f（G·cosα+PY+P’Y+PZ+P’Z）+ G·sinα 式中（各参数均选用最大值）
f-摩擦系数，取值范围0.15～0.20 取 f=0.2 α-煤层倾角，取α=15° G-采煤机自重， G=93t PX+P’X≈K1G PY+P’Y≈K2G PZ+P’Z≈2K3G
K1-推进阻力比例系数，对中等摩擦程度截齿取值范围0.5～0.7， 取 K1≈0.6 K2-截割阻力比例系数， 取值范围 0～0.2 ， 取K2≈0.1
K3-侧向导向力比例系数， 当工作倾角α=0°～40°时， K3取值范围0.12～0.15 取K3≈0.14
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采煤机最大牵引力
TMAX=104.9t，MG750/1800-WD电牵引采煤机在15°倾角工作面上行割煤时的最大牵引阻力为104.9t。 4 比较分析
根据计算结果，当牵引功率为2x90kW时，MG750/1800-WD电牵引采煤机的最大牵引力为约F1=93t小于割煤所需TMAX=104.9t，因此不能在该工作面上正常割煤。表象为煤机爬坡能力小，上行割煤状态下煤机牵不动。 5 改进方案
5.1 提高牵引电机功率
经研究换用功率为2×120kW牵引电机，则相关参数计算为：
此时，MG750/1800-WD电牵引采煤机的最大牵引力为约124t。FI>TMAX，因此，用120kW的电机将90kW的电机更换后，能在该工作面上正常割煤。 5.2 牵引功率提高后设备相应改造
采煤机牵引电机功率提高到2×120kw后，煤机控制箱及相应一些元器件需进行相应的改造。
①牵引功率增大后，必须提高牵引部强度。牵引部行走链轮材料使用42CrNiMOA，提高整体强度和齿面硬度与耐磨性能。提高外牵引与主机架紧固性能，将顶部连接的两个螺母块更换成对接法兰，并在顶部增加5条M36的高强螺栓与液压螺母紧固，配进口碟簧预紧垫片，通过提高牵引部的连接强度，来提升煤机割煤时行走稳定性。见图2所示。 图2 牵引部强化联接示意图 ② 原牵引变压器S=225KVA
③ 由于电器功率变大，内部接线改造，主进线电缆口加大；电控箱壳体进行更换，内部元器件的布置位置重新合理优化；增大冷却水的流量，其余如监控中心等硬件不变，程序需进行调整； 6 结束语
俄霍布拉克煤矿MG7501800—WD电牵引采煤机爬坡能力提升技术改造方案
