刮板输送机的发展现状和趋势

刮板输送机的现状及发展趋势学院: 机电学院 班级: 机自07-9班 姓名: 宋国民 学号: 03071208 2010年12月刮板输送机的发展现状与趋势宋国民 （中国矿业大学机电学院 机自079班）摘 要 : 通过对我国刮板输送机产品结构、系列、配置的分析，和我国刮板输送机发展现状与国外产品进行对比，得出未来几年我国刮板输送机发展的趋势。 关键词 : 刮板输送机 ; 现状；结构；差距 ; 趋势 Abstract：Pass to pare off plank to transport the machine product structure, series to the our country, allocation of analysis, and our country pare off plank to transport a machine development the present condition and foreign product carry on contrast, get future several year our country pare off the trend that the plank transports a machine development.Key words：Pare off plank to transport machine;Present condition, structure, margin;Trend刮板输送机作为煤矿工作面运输设备，不但担负着运煤的作用，还是采煤机的运行轨道以及液压支架的推移支点。在设备使用过程中还要悬挂工作面设备的电缆、水管等。所以，刮板输送机的可靠、稳定、高效运行将直接影响着矿井的生产能力和煤矿企业的经济效益。一、 目的和意义充分利用利用学校教学资源优势，为学生提供广阔的科研训练平台，培养学生研究工作的基本能力，提高掌握信息，复习文献的能力，增强学生科学论文撰写发表的能力，为培养高素质创新型人才及以后的毕业设计奠定良好的基础。二、刮板输送机的整体发展概况20世纪50年代广泛使用 SGD-11、SGB-11型刮板输送机 , 因不能横向弯曲自移 , 工作面推进后要大拆大卸重新安装，占用时间长，劳动强度大，再加上强度不足 , 功率小 , 即使沿工作面分段放炮 , 仍不断发生超载事故。 在逐步换用SGD-20 型和SGS-30 型刮板输送机后 , 工作面的生产能力虽然有所提高 , 但仍不能弯曲自移 , 凭人力搬运十分笨重 , 而且输送机与煤壁距离较远 , 要人力攉煤。 到了 70 年代 , 随着采煤机的大量应用 , 出 现了 SGW-40、SGW-44 型可弯曲刮板输送机 , 实现了不解体和不停运分段自移 , 运输能力提高到 200t/h 。80年代以来 , 工作面运输设备发展很快 , 由于各种新型采煤机的出现 , 刮板输送机已大为改观。 因采煤机要在输送机上行走 , 不仅要求输送机强度大 , 保证采煤机工作稳定 , 且要与采煤机生产能力相匹配 , 促使刮板输送机不断向重型化发展。代表机型有SGW -150 和SGW-250 型。随着大功率采煤机的出现 , 一些刮板输送机的功率已达 400 500 kW, 运输能力达 1000t/h, 能适应工作面单产 150 万 t/a 的生产规模要求。 （1）国外刮板输送机的发展现状自世界上第一台刮板输送机诞生以来， 经过半个多世纪的不断研究、试验、改进刮板输送机已成为煤矿运输、特别是长壁工作面运输不可取代的输送设备。 近年来，以美国、澳大利亚等发达采煤国家为代表的集约化高产高效矿井的迅速发展， 带动了综采装备向机电一体化高端技术开拓，构建了生产能力大、自动化程度高、安全可盘、工作面单产和工效成倍提高的新一代高产高效综采工作面设备，实现和推动了一矿一井一面的高度集约化生产。 随着集约化高产高效长壁工作面综采装备技术不断向高端发展，为满足生产能力大、自动化程度高、安全可靠的生产要求， 国外几家有名的刮板输送机公司不仅注重提高关键元部件材质强度以提高其使用寿命，还非常注重刮板输送机软启动、过载保护以及带可伸缩机尾的链条自动张紧等装置的开发，提高刮板输送机机电一体化控制水平。 现在各种输送机机型所采用的软启动和过载保护形式已有限矩形液力耦合器、CST可控传动装里、调速型液力藕合器、文流电机变频调速等，国外公司所研制的液压马达紧链和可伸缩机尾调整链条松紧度的紧链系统，既能保证超重型工作面刮板输送机紧链作业安全、可靠和便于控制，又能根据负载状况随时调节刮板链的松紧，保证了刮板链始终处于最佳运行状态，避免了因链条过松而造成的悬链和跳链事故。 （2）国内刮板输送机的发展现状我国煤矿长壁综采机械化始于20世纪70年代末，随着不断推广和发展，已经具有一定研究开发、生产制造输送机的能力，并成功地开发研制出多系列适应我国国情的综采和综放工作面输送设备，基本满足国内市场的需求。现在我国中、小功率刮板输送机已具备成型技术，并有成熟的制造能力，运输量小于1500t/h、装机功率小于800kw 的中型和重型输送设备方面与国外的产品水平基本相当。近些年来通过对引进设备的消化、吸收和国产化举措，我国也研制开发了诸如槽宽1.2m、装机功率2X700kw、运输能力2500t的大功率刮板输送机，并已在一些大型矿井投人使用。 其中，各种规格的交叉侧卸式机头、材质强度达70kg级的铸造槽帮及中板以及超重型工作面刮板输送机所必需的一些结构部件也得到推广和应用。三、我国刮板输送机的特点：（1）产品系列多样化。 目前，国内刮板输送机系列品种多种多样。综采机械化刮板输送机从槽宽区分有630、730、764、800、830、960、1000、1200系列，装机功率从90kw到2x855，运输能力从400t/h到2500t/h，链条规格有22、26、30、34、38、42、48，减速器功率从90kw到1000kw，最高日产量可达2mt，年产量可达600mt，可以满足大、中、小矿的要求。（2）产品配置多样化。 近年来，随着科学技术的不断进步，一些新的技术也不断应用于刮板输送机。液力偶合器、限矩摩擦离合器、调速偶合器等软启动技术用于设备的过载保护。液压紧链器、自动伸缩机尾等机电一体化技术用于设备的自动化控制，以尽可能的减轻煤炭开采的劳动强度，提高煤矿生产效率。而且，一些速度、温度等工矿监测、监控装置也正在不断的应用于刮板输送机。 （3）产品结构多样化 20 多年来 , 经过制造厂家和使用单位的不断探索、研制的刮板输送机中部槽结构由原来单一的挡、 铲板结构逐步形成了框架结构、 整体焊接结构、 C 型槽结构、铸焊结构等多种结构形式并存的局面 , 基本满足了各种地质条件下工作面开采的要求。 四、与国外的差距与国外相比我国生产的工作面刮板输送机整机性能相对比较差，一些关键零部件的寿命、可靠性相对较低，监测、控制方面相对比较弱。具体有以下方面。（1）输送能力方面的差距。 上个世纪年代后期，国外工作面刮板输送机装机功率达到3700kw或3855kw，现在已达到31250，溜槽内宽也由1000扩大到1250，链条直径4852，中板厚度50以上，输能力达到4500以上。目前国内使用的重型刮板输送机装机功率多为2525或2700，个别的使用2855kw，溜槽内宽1000或1200，运输能力达到2500或3000h，链条多采用3848，中板厚度为45。（2）关键零部件寿命差距。 我国生产的刮板输送机的主要零部件寿命大都低于国外先进水平，其中关键零部件，如圆环链和中部槽。有资料表明：国外大于34的圆环链过煤量在200mt，国内同规格的圆环链过煤量100mt左右。而且国外规格为42圆环链过煤量可达400500mt，国外重型刮板输送机中部槽过煤量保证值为600mt，最高寿命可达1200mt，而国产中部槽过煤量只有400500mt。造成这种寿命差距的主要原因是国内没有研制、开发出生产这些关键零部件的材料，国内重型刮板输送机中部槽用的中板、链条等关键材料都是依靠进口，这样造成国内生产的产品总是滞后于国外产品。（3）技术性能差距。 20世纪末期以来，美、澳、英、德等先进采煤国家积极应用机电一体化技术，研制、开发新型自动化运输设备，这些设备采用计算机工况监测监控，在增加传动功率，提高生产能力的同时，使设备的功能内涵发生了重大突破。经过十多年的努力，已经研制出限矩摩擦离合器作为输送机启动或运行时的过载保护，利用调速偶合器实现输送机的软启动和过载保护，通过链条张力自动调节装置来实现刮板链随运行工况的变化以调节链条的张紧力。通过工况监测和故障诊断系统，及时了解设备运行的工况，保证设备的安全运行。 国内的轻型、中型刮板输送机多采用液力偶合器或双速电机来改善输送机的启动性能，重型刮板输送机采用限矩摩擦离合器保护电机，虽然在个别输送机上使用了调速偶合器和自动伸缩机尾，可是由于不能准确的对输送机运行过程中的数据进行采集、分析，这些设备还不能达到自动控制的要求。 五、刮板输送机的结构分析目前煤矿用刮板输送机的类型很多，按牵引链的结构形式分为双边链、双中链和单链 3 种。 （1）双边链刮板输送机双边链是目前国外使用得最广泛的结构形式，与单链相比其优点是预张力较低，能承受较大的张力 , 链条充满上下溜槽两边的槽帮链道并可自行清扫链道积煤。缺点是：溜槽磨损较大 , 两条链子受力不均 , 在链轮处易跳链，弯曲性能和断链事故多等。其代表机型有国产 SGW 250 型 ,SGB764W/264 型及英国 ML722 型。 （2）双中链刮板输送机其特点是将两条相同直径的链条并列布置在溜槽中心，与双边链相比，这种结构形式的链子受力均匀 , 弯曲性能好，使用性能较好。其代表机型有国产SGZ 730/320 、SGZ 764/264 型及西德 MZL 600 型等。 （3）单链刮板输送机其特点是结构简单，事故少，受力均匀，运行平稳，摩擦阻力小，溜槽利用率高和弯曲性能好，在输送机上不易出现堵塞。缺点是预张力较大。其代表机型为国产SGWD250及德国EKFHB280型。当然按照刮板链的构造及加工方式 , 按传动方式及溜槽的布置方式也可以对刮板输送机分类。目前，由西北煤机厂研制的 SGZ 880/2 400 型交叉侧卸式 ( 功率 800 kW 、运输能力 1500t/h) 的重型刮板输送机已于 1995 年 5 月 通过了工业性试验。 该机具有结构紧凑 , 占用空间小 , 有利于端头支护、输送和转载机布置在同一平面上 , 转载煤炭落差小 , 产生的煤粉少 , 输送机卸载煤流与转载机运输煤流一致,输送机回煤量少，底链阻力小，功率消耗少，输送机与转载机整体推移 , 有利于实现集中控制和管理等特点 , 代表着最先进的卸载方式。 六、 我国刮板输送机的技术改进方向 （1）技术先进性。 随着科学技术的进步和市场的发展 ，输送机的国际竞争将越来越激烈，对输送机的设计水平和生产能力要求也越来越高 ，不仅要求造型科学、 配套合理 ，在技术上不断创新、完善，去适应不断变化着的使用条件 ，而且关键部件（如刮板链、减速器、保护装置等 ）的设计或选用，要求与国际接轨 ，实现标准化。 （2） 性能可靠性。 设备的可靠性是进行高效作业的根本保证。井下受场地、灯光等条件的限制 ，维修条件较差 ，有些高瓦斯矿井基本不具备现场维修的条件 ，一旦出现故障就会严重影响安全生产。因此 ，输送机各部分的结构型式、传动方式、使用材料等 ， 不仅要求设计合理 ，还要建立在实践验证的基础上。 （3） 设备安全性。 安全性是至关重要的环节 ，是所有设备必须具备的性能 ，同样也贯穿在输送机的设计、制造、使用过程中。目前国家高度重视煤矿安全生产 ，引起煤矿井下事故的除了瓦斯爆炸、透水、冒顶等之外 ，设备事故也会引起人员伤亡和财产损失。 因此，输送机各部件的防护装置应设计合理、安装完备 ，在易发生事故的部位尤其要加 强防护 ，防止因断链、飞溅、高温等引发人员伤亡事故。 （4）机电液一体化趋势明显。 随着实用型新技术的发展，大功率输送机控制系统与保护装置的机电液一体化趋势越来越明显。主要表现为：机头部与机尾部功率分配、顺序启动，电机保护除过流保护、过热保护外，增加过压保护，阀控充液型液力耦合器的推广使用，链条张力监控及工况检测和故障诊断等。虽然还有部分技术的实现与应用尚需时日，但输送机机电液一体化的发展趋势不会变。 七、未来刮板输送机发展的趋势（1）设备重型化 设备重型化是煤炭集约化生产、 高强度开采、单机单产不断提高的要求 ,也是提高劳动生产率、 节约投资、降低生产成本的重要途径。 重型化集中表现为生产能力大 ,装机功率不断增大 ,重量大 ,电压高。未来几年,国内“一矿一面、一个采区、 一条生产线”的矿区将逐渐增多,工作面长度 300 m 左右。这些工作面可将实现日产2 3万t,年产510Mt, 这样就需要刮板输送机装机功率2000 3000 kW, 输送能力高达4000t/h。（2）设备自 动化 设备自 动化是提高劳动生产率、 减轻劳动强度、保障安全的重要手段。 刮板输送机的自动化主要是根据刮板输送机启动、 运行中的负载状况、采煤机的截割速度、采煤机的位置随时调整输送机的运行参数 , 实现自我控制 , 保证设备的安全、 可靠运行 , 以更好的发挥设备的效率。 并且 , 对采煤机、 液压支架、刮板输送机实现联动作业 , 最终实现工作面自动化。（3） 设备智能化 设备智能化是通过一些监测和监控装置 , 对刮板输送机运行过程监控 , 实现工况检测和故障诊断。如通过对输送机电机电压、 电流、功率及温升等监测以监视多电机驱动时电动功率分配及供电系统的工况。 通过对减速器油质、油位、温升、 链轮轴组、 刮板链的运行等进行过程控制 , 并对运行状况进行预测 , 使设备维修可以从事前进行计划 , 提高故障维修方法和处理方案 , 使排除故障的时间尽可能的减少。 处理方案，使排除故障的时间尽可能的减少。（4） 向标准化、规范化方向发展 输送机另部件普遍标准化 ,规范化 ,保证设计、加工质量和水平。 （5） 向高适应性发展适应不同综采工艺的工作面刮板输送机将会继续发展 , 如综放工作面刮板输送机、刨煤机用输送机等继续得到发展。 （6） 开发薄煤层开采设备此外，统计资料表明，国内薄和较薄煤层产量在整个煤炭产量中所占比重始终偏低，特别是近年来薄及较薄煤层的产量更是呈逐年下降的趋势。通过对国内煤炭生产企业的调查发现，国内绝大多数矿区受经济驱使采厚丢薄现象十分普遍，受此影响，薄煤层综采设备的发展缓慢。特别是厚度底于米的极薄煤层，大多数都被丢弃。造成煤炭资源的极大浪费。造成这种状况的原因除经济利益外，同时也由于现有的国产技术装备无法满足极薄煤层高效开采需要。而目前国内特别是老矿区的薄与极薄煤层所占的比例越来越多。因此，为避免资源浪费，实现资源均衡开采，设计出结构满足极薄煤层采煤工艺要求的高产高效高可靠性的工作面刮板输送机设备将越来越成为各矿局迫切的需求。而传统的刮板输送机多采用铸焊结构的中部槽，在应用到极薄煤层工作面时，结构型式都存在着以下不足。第一，中部槽高，占用空间大。 第二，齿轨（销排）与采煤机配套结构及定位方式的限制，