往复式给煤机曲柄机构在济三选煤厂的优化改造

郑洪军 周广瑞 李光宝

摘要：通过对K5系列往复式给煤机运行中常出现的故障分析， 对曲柄机构进行优化改造，有效解决了往复式给煤机运行中的问题，取得了良好的生产效果，保证给煤机以最佳方式运行。

关键词：往复式给煤机;曲柄机构;联轴器;优化改造

给煤机在胶带机运输系统起着极为重要的中转枢纽作用，一般情况下，主要运输胶带机煤仓下都设置给煤机，来保证均匀正常往胶带机上给煤，运行状态的好坏往往直接影响原煤的运输。每一台给煤机保证正常连续工作，才能确保原煤的畅通运输，否则每一台给煤机的故障，都不同程度的影响生产产量。而往复式给煤机在煤矿、洗煤厂广泛使用，该设备具有结构简单、性能稳定、运行安全可靠、维修方便等优点。但同时也存在一些问题，在此，对该设备存在的问题进行研究，并进行了技术改造。

1  给煤机技术参数

济宁三号煤矿选煤中心原煤车间原煤仓下储装运系统于2008年安装使用K5系列往复式给煤机，用于矿井提升毛煤经仓前准备系统筛分处理后≤50 mm物料经原煤仓底部二层给煤机和带式输送机进入洗煤车间三产品重介旋流器进行洗选的转载设备。在近十年的现场使用中，表现出运行稳定、性能可靠、生产能力大、维修方便等优点，但同时也暴露出给料不均匀、卫生量大等劣势。给煤机主要技术参数见表1。

K5往复式给煤机的运行原理：主要依靠37KW电动机驱动减速机运动，减速机的低速输出端通过曲柄带动曲轴转动，曲轴带动给煤机往复板在底托轴上往复运动，从而实现给煤的过程（曲轴通过φ60的销轴与给煤机往复板进行连接）。

在驱动电机和减速机之间一般设置弹性柱销联轴器，用于连接传递扭距。该类型联轴器工作较为平稳，曲轴和给煤机往复板的连接在运行中也很少出现问题。在实际运行过程中，出现故障比较多的部分是减速机与曲轴的连接件曲柄。按照标准设计曲柄由连接板和连接轴组成，曲柄的结构如图1所示。

由于是焊接断面，焊接强度可以达到要求，但是其塑性和韧性均有大副下降，直接影响焊接效果而容易造成结构断裂的主要原因有：①焊接残余应力;②焊接角变形和错位;③应力集中等原因。所以在运行使用过程中，承受大的负荷和冲击的能力便有所下降，容易出现曲柄连接板与连接轴开焊，造成事故。造成事故后，在抢修过程中，需要对给煤机进行卸载后，将往复板人工进行牵引，复位后再进行连接，事故不但影响时间长，且抢修过程也是费时费力。

根据这种情况，设计将连接轴和连接板制作为一体，并对曲柄进行调质处理硬度HB200～300，既保持了原有的强度，又不降低韧性和塑性，使连接轴的抗冲击能力大为增强，如图2所示。

曲柄结构的优化改进后，对重新投入使用的给煤机分别从故障次数、影响时间及运行情况进行了效果检验，结果发现原曲轴一年出现问题3次（焊接处开焊2次），每次处理时间2h，而新曲轴一年出现问题只有1次（固定销松动），处理时间仅为1.5h，对比可以明显看出，改进后事故率明显降低，没有出现焊接件开焊问题，仅出现固定销松动一次，处理时间只用了0.5 h。新、旧曲轴对比改进后可以增加效益（按较小煤量200 t/h，有50%的处理时间在生产班计算）：3.5×50%×200×400=140 000元，再減去增加的制造费用3 500元，每年可为矿增加的效益十分明显。

4  结语

经过对该类型给煤机曲柄机构的优化改造，提高了设备运行稳定性和生产效率，为下一步推广使用提供了强有力的技术支持。

参考文献：

[1]罗文.大型往复式给煤机.煤炭工程，2002（5）.

[2]李振.往复式给煤机的改进.《苏、鲁、皖、赣、冀五省金属学会第十五届焦化学术年会论文集（下册）》2010.