MG550/1380-WD型采煤机牵引箱支撑板断裂分析与改进措施

盛永林， 陆鸣

(1. 天地科技股份有限公司 上海分公司, 上海 200030；2. 上海煤科检测技术有限公司， 上海 201401)

0 引言

MG550/1380-WD型电牵引采煤机是一款适应采高2.0～4.0 m的大功率中厚煤层采煤机。其功率相对较大，具备一定的过断层和夹矸的能力，并且配套适应性好，最小能与SGZ800型刮板运输机配套，已在安徽淮北、宿州及全国其他地质条件相对较为复杂的矿区得到了广泛的应用[1]。

如图1所示，某矿在使用1380采煤机的过程中发生了牵引箱支撑板断裂的事故，对公司的声誉造成了不良的影响。本文对事故原因进行了分析，并提出了改进措施。

1 原因分析

如图2所示，1380采煤机的支撑滑靴在刮板运输机的铲煤板上运行。为了适应斜切进刀时刮板运输机的水平弯曲变化，通常采煤机的支撑滑靴和刮板运输机之间留有40 mm的间隙。在采煤过程中，刮板运输机的铲煤板上会有浮煤和岩石等。当浮煤和岩石进入支撑滑靴和刮板运输机之间的间隙并且不能及时排出时，支撑滑靴会受到较大的阻力，如图3所示。支撑板背面焊接有加强筋和加强板。对牵引箱进行受力分析可以发现，支撑板背面加强筋和加强板的焊缝会产生拉应力，如图4所示。如果在焊接的过程中，未采取焊前预热、焊后保温的措施，焊缝有可能存在裂纹。在拉应力的作用下，裂纹发生扩展，最终导致支撑板断裂。

(a) 断裂的支撑板

(b) 支撑板断裂位置

1-牵引箱支撑板； 2-连接板； 3-支撑滑靴；

2 改进措施

为了避免断裂现象的再次发生，对1380采煤机支撑板及支撑滑靴进行了改进[2]。设计了新支撑板和支撑滑靴，如图5和图6所示。

2.1 支撑板的改进

1) 支撑板后部加强筋板采用铸造方式与支撑板整体铸造出来，加强筋周边采用较大的铸造圆角[3]。与原先焊接的方式相比，加强筋板下部产生裂纹的概率较低。

(a) 被浮煤掩埋

(b) 遇到煤、岩石等

图4 受力分析

图5 新支撑板

图6 新支撑滑靴

2) 如图7所示，支撑板上部增加一个凸台嵌入到牵引箱中竖板内并与中竖板焊接为一个整体。增加的这个凸台不仅在焊接支撑板的过程中起到了定位作用，还增加了支撑板上部与牵引箱连接位置的剪切强度。

图7 支撑板嵌入中竖板

3) 如图8所示，增加支撑板弯曲处的材料厚度。与原支撑板相比，新支撑板的厚度增加30 mm，弯曲强度增加33%，进一步减小了支撑板断裂的风险。

(a)

(b)

2.2 支撑滑靴的改进

如图9所示，新支撑滑靴的外形变成了梯形[4]，在支撑滑靴行走过程中，通过两侧斜边把刮板运输机铲煤板上的浮煤和岩石往煤壁侧推出，而不进入到支撑滑靴和刮板运输机之间的间隙。这样滑靴所受的阻力与原先相比就会减小，支撑板所受的力也相应减小。

(a) 改进前

(b) 改进后

3 结论

改进设计后的支撑板和支撑滑靴已用于新投产的1380采煤机上并下井使用。通过生产实践证明，支撑板的设计改进有效地解决了支撑板的断裂问题[5]，进而提高了1380采煤机的工作可靠性。