薄煤层采煤机制动器结构改进

 薄煤层采煤机制动器结构改进

李永岗 ,马红亮 ,张铠锋

西安煤矿机械有限公司，西安 710200

摘要：随着我国煤炭大规模开采进程，伴随而来的是厚煤层资源越来越少，薄煤层甚至大倾角薄煤层工作面越来越多的投入生产。煤矿的高效化生产主要是以采煤机为基础，采煤机是综采工作面的核心设备，其技术性能与使用的可靠性决定了综采工作面的生产能力和水平，进而直接影响到整个煤矿的生产效率。在煤矿生产中，安全又是重中之重。而在薄煤层大倾角工作面，采煤机的可靠制动成为关键。

关键词：薄煤层；采煤机；制动器；改进

0引言

我国薄煤层资源丰富, 分布广泛, 占煤炭总可采储量的20%, 随着综采、综放技术在厚及中厚煤层中成功应用, 厚、薄煤层开采速度不相适应的矛盾日益突出, 薄煤层回采产量占总产量的比重越来越低。自60年代以来, 我国就开始对较薄煤层综合机械化开采技术与装备展开研究, 先后研制并生产了多种薄煤层工作面综合机械化开采成套装备, 解决了煤厚下限1.2m以下较薄煤层的综合机械化开采装备。采煤机是综采工作面的核心设备，其技术性能与使用的可靠性决定了综采工作面的生产能力和水平，进而直接影响到整个煤矿的生产效率。在煤矿生产中，安全又是重中之重。而在薄煤层大倾角工作面，采煤机的可靠制动成为安全生产的关键。

1采煤机制动器的工作原理及存在的问题

1.1工作原理

YZQ系列液压盘式制动器是采煤机的安全防滑装置，它位于采煤机牵引电动机的末端，制动器外壳由连接螺栓固定在牵引部机壳上，动摩擦片套在采煤机制动轴花键槽上，静摩擦片通过花键套在制动器壳体内。制动器出厂状态为动摩擦片的花键齿方向一致（相位差相同），安装前请勿手动释放弹簧压力，以免动摩擦片相位紊乱。

公司现用薄煤层系列采煤机制动器型号为YZQ-390，如图1所示，其外壳由连接螺栓固定在牵引部机壳上，动摩擦片套在采煤机制动轴花键槽上，静摩擦片通过花键套在制动器壳体内。该制动器额定转速1470rpm，制动力矩为390Nm，如下表所示。

采煤机行走时，制动器由调高系统控制油路供油，液压系统最小松闸压力：1.8-2.0MPa。液压油经进油孔进入缸体内，在液压力的作用下活塞压缩碟簧，动、静摩擦片分离，制动器松闸；当采煤机停车时，切断控制油路、系统压力为零，在制动碟簧力的作用下，此时碟簧借助活塞将动、静摩擦片压紧，产生摩擦力矩，制动器处于制动状态，采煤机被制动。

若液压系统发生故障或检修时，液压制动器通过机械方式手工释放：即去掉后端盖上的两个螺堵，把原本固定在后端盖或前端盖上的释放螺栓通过后端盖上的螺纹口与活塞上的螺纹孔连接并旋紧，通过活塞压紧碟簧，摩擦片分离，制动器被释放。

使用完毕后，请将释放螺栓旋紧在前端盖上（顶紧），以备下次再用。

1.2安装方法：

1、将随机配带的O型密封圈（若有）嵌入制动器前端盖上的凹槽内，然后将制动器通过前端动摩擦片套在采煤机制动轴花键槽上。

2、连接液压管路加压或通过两条手动释放螺栓使制动器处于松闸状态，旋转制动器壳体使制动器壳体或前端盖上的连接孔与采煤机制动轴周边的连接螺纹孔对齐，逐步旋紧连接螺栓，保证制动器前端盖上的止口与采煤机行走部壳体上的定位凸台吻合，旋紧所有连接螺栓。

3、若采用手动释放螺栓松闸，请将手动释放螺栓拆除并旋紧在出厂状态位置。

1.3维护方法：

1、定期检查液压制动器，确保制动器动作灵活、制动可靠。

2、正常使用时，应该将堵塞旋压严实紧密，防止进水及粉尘。

3、发现制动失效时，应通过堵塞检查动、静摩擦片是否磨损，若磨损轻微，可打开制动器后端盖，通过更换垫圈调整其厚度恢复碟簧工作压力；若磨损严重，应及时更换新摩擦片。

4、每周应通过堵塞检查液压油是否泄漏，若出现因非正常状态或因油封磨损导致液压油泄漏时，制动器的额定制动力矩会降低，应及时排除油液并尽快更换油封。

5、制动器主要故障原因是由于液压系统压力过低使制动器无法松闸，可通过液压系统的压力继电器（传感器）报警系统确定故障原因；其次是因为长时间多次利用驻车制动器实现行走制动，摩擦片产生大量的热量无法散出，进而使制动器油缸中的密封烧损，造成制动器油缸加压后无法松闸而失效。

1.4检修提示：

YZQ系列液压盘式制动器是采煤机的驻车制动装置。其技术参数中标定的动力矩是指采煤机在正常工作状态下可以满足的制动性能。

若采煤机在行走过程中出现非正常紧急制动情况，将会对制动器内的摩擦片造成损害。发生之类情况后，应及时检查摩擦片并建议及时更换新片。否则可能造成制动器失效，对采煤机工作带来严重安全隐患。

1.5存在问题

在采煤机运行过程中发现，对于整机重量38吨以上薄煤层机型及煤层倾角大于45°的薄煤层工作面而言，该制动器制动力矩小，容易在采煤机启动过程中引起故障。

同时，该制动器内外摩擦片直接与轴相连，在进行第二次拆装时，尺寸对接难度大，准确率低，增加工人劳动强度，且易造成隐患。

图1采煤机原制动器结构

性能参数表

2改进结构

为了保证互换性、通用性，选用型号YZQ-700制动器，该制动器安装尺寸与原制动器保持一致，工作原理与原制动器相同，将制动力矩增加至700Nm，有效解决了机重38吨以上整机与大倾角薄煤层系列采煤机在启动过程中故障问题。并且在内外摩擦片与轴之间增加制动器联接花键套，以方便检修拆装。

图2采煤机原制动器改进结构

图3制动器联接花键套

性能参数表

图4制动器安装示意图

3使用效果

   安装了改进制动器的采煤机，制动力矩大，制动可靠，提高了薄煤层大倾角工作面的安全性，该改进制动器解决了以下问题：

（1）提高了薄煤层采煤机大倾角工作面工作制动器的可靠性；

（2）解决了薄煤层机型及大倾角薄煤层工作面采煤机制动器力矩不足的问题。

（3）改进后的制动器拆装、维护更加便捷，缩短了更换时间。

4结语

推广应用新型制动器，并根据应用情况进行优化。

该制动器目前已在MG2×200/890-AWD薄煤层采煤机上安装，使用效果良好，既提高了采煤机可靠性，又方便制动器二次拆装，同时降低了工作面安全管理风险，减轻工人劳动强度，提高了生产效率，将在其他系列薄煤层采煤机中进行推广应用。

参考文献：

[1]成大先.机械设计手册[K].5版.北京：化学工业出版社，2008.

[2]谢锡纯，李晓豁.矿山机械与设备[M].徐州：中国矿业大学出版社，2005.

[3]李炳文，万丽荣，柴光远.矿山机械[M].徐州：中国矿业大学出版社，2009.

[4]尉朝闻，田方.提高国产采煤机可靠性的措施和途径[J].煤矿机械，2007,28（6）:11-13.

[5]适用于1.1m采高的薄煤层智能化采煤机的研制[J]. 刘峰.  煤矿机械. 2020(11).

[6]新一代大功率薄煤层电牵引采煤机的开发研制[J]. 崔杰良.  科技创新与应用. 2013(09).

[7]我国极薄煤层采煤机的技术现状与发展[J]. 王振乾.  煤矿机电. 2010(02).

[8]大倾角薄煤层综采设备配套技术[J]. 高绪龙.  内蒙古煤炭经济. 2010(01).

作者简介：李永岗（1988- ），陕西武功人，本科，工程师，2009年毕业于西安理工大学机械设计制造及其自动化专业，现任西安煤矿机械有限公司产品设计研究院技术员，长期从事采煤机的设计应用与研究工作。

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