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摘 要：随着科研经济的迅速发展，滚筒采煤机得到了不断开发与创新，给我国大部分煤炭企业带来了很大便利。滚筒采煤机是我国最近几年来最具有代表性的采煤机型，是现代化煤炭企业高产、高效益的主要核心设备，它主要负责采煤过程中的装煤与卸煤，是衡量采煤机性能的重要指标。由于地下条件艰苦复杂、地下周围的工作环境恶劣，因此滚筒通常是采煤机最容易受到损坏的机械设备，所以提高采煤机滚筒的可靠性是我们当前最值得关注的问题。
关键词：采煤机滚筒；可靠性；分析
中图分类号：TD421.6 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）27-0263-02
1 引 言
最近几年，我国生产的采煤机滚筒强度性能都比较高，可用于截割硬度比较大及一些含矸含量比较高的煤层。第一次使用时，为了保证它的使用寿命、提高它的使用质量、确保它的强度性能，尽量使它的截割范围在7～12万m之间，同时还要及时的对滚筒进行修补、监测，因为每一次进行滚筒更换和修补，都需要消耗整个检修班的大量时间，它的购买、运输、修补也需要大量的人力物力。所以提高采煤机滚筒的可靠性可以在一定程度上延长滚筒的使用寿命，也可以提高煤炭企业的产量和经济效益。接下来本文主要对采煤机滚筒的材料设计、工艺流程分析探讨采煤机可能失效的因素，来提高采煤机滚筒运行的可靠性。
2 采煤机滚筒失效的运行状态
当滚筒出现失效损坏时，它就出现无法正常运行的状态。接下来就分析滚筒失效时出现的运行状态，希望真正使用时可以及时的发现出现问题原因，在一定程度上可以减少资源、资金浪费。①长时间的使用，焊缝可能会出现开裂，截割齿轮的底座可能会出现断裂及脱焊、发力的旋转叶子与筒体之间的焊缝可能会出现开裂，引起这些损坏的主要原因是煤炭的硬度太大、基石含矸量太大，滚筒运行时遇到的阻力太大、截割强度太高，最终导致超负荷运行。②随着长时间的使用，截割齿轮会被磨损脱落，然后引起螺旋叶片的尾部与煤层之间出现剧烈的摩擦，最后叶片受到损坏逐渐向装煤的那一侧倾斜，从而影响了装煤的最佳效果。③采煤机滚筒有内喷雾和外喷雾主要的作用是防止截割的时侯摩擦起热出现火花，如果喷雾管路和喷雾孔出现异常或堵塞，喷雾的一切作用就会失效，可能会引起不可预测安全隐患。④采煤机滚筒的齿轮的尖端有一段性能比较强的合金，一旦它出现损坏和断裂就会带来巨大的损失和困扰。上面的叙述主要针对截齿和齿座分析的，截齿和齿座也是整个滚筒的主要组成部位，因此要加强对这几个方面的管理力度，提高它们使用的可靠性。另外相关检修部门规定如果截齿出现三个异常，需要重新换置滚筒，否则整个采煤过程的效益大大降低。
3 采煤機滚筒出现损失的因素
3.1 滚筒的使用材料不合格
我国属于发展中国家，滚筒的使用材料与其他发达国家相比比较单一，我国截割齿轮和筒体使用的材料是普通的碳素结构钢板，主要是由A3钢制作成的，这种钢板的强度性能和硬度都比较低，使用寿命比较短，很容易出现裂缝。对于国外的发达国家，他们使用的是优质的钢板和低合金钢板，其材料的结构性能都比较好。对于我国使用的齿座材料，以35CrMnSiA钢为主要使用材料，这种材料强度性能比较高、价格廉价，但是它不能承受冲击力较大的施工工程、可焊性也比较低。因为目前我国齿座出现问题的概率占到了82.5～85.5%左右，所以我国齿座的使用材料是不合格的，最终导致截齿的槽孔磨损、截齿丢失，所以我国要提高齿座使用材料的质量，减小它发生错误的概率，因此目前选择合适的使用材料对采煤机滚筒是非常重要的。
3.2 设计上的欠缺
目前我国采煤机滚筒的种类比较单一，所以运用到不同硬度的煤层中必然会出现一些问题，因为一种采煤机滚筒是不可能适应所以煤炭层的地质条件，因此我国最好根据不同的煤层条件设计出适合的滚筒。一个滚筒的设计是否成功是由它的截割效果是否最佳、滚筒制造的可靠性、装煤的效率是否最好等综合考虑的。另外，截齿是滚筒进行工作时最重要的构件，因为它主要的作用是截割煤层、粉碎煤层，因此它的合理设计在采煤机滚筒中起着至关重要的作用。它安装位置和尺寸大小的设计决定着它的受力情况、采煤机的效率、影响着它的加工精度，否则截齿就会出现受力不均匀，超过截齿受力的最大限度就会引起截齿断裂、丢失，最后影响采煤机的使用寿命。截齿还有一个不合理的设计是滚筒上截齿之间距离的安排太密集或太稀疏，对于一些硬度太高的煤层，齿座和截齿会出现开裂，导致滚筒使用寿命缩短、提前出现损坏。
3.3 制造过程劣质
滚筒的所有部位大多都是焊接成的，如筒体、齿座、螺旋叶片及喷嘴等。但对它的制造过程进行设计时，制定的焊接流程没有制定一套合理方案和一套合理标准，它的焊接方法也没有充分考虑采煤的地质条件、周围的地质环境，因此，制造过程劣质造成焊接的过程中总是会出现一些纰漏，导致内部出现裂开，使采煤机滚筒的使用寿命缩短。另外采煤机滚筒的螺旋叶片在采煤的过程中主要承担着装煤的作用，长时间和煤层、基石剧烈摩擦，如果螺旋叶片的质量劣质就会很容易摩擦损坏、降低装煤效率，螺旋叶片的使用寿命也会缩短。
4 提高可靠性的技术措施分析
4.1 对滚筒进行重新设计
只有不断的开发和创新滚筒，才能优化滚筒的制造工艺，所以在设计的过程尽量的缩短截齿之间的距离、减少截齿尖端之间的落差，来调整截齿截割煤层时圆弧的曲率半径，使端盘截齿、螺旋叶片设置在合适的位置，从而使螺旋叶片的截齿可以截割合理的截距、同时截齿可以均匀受力，从而使整个截割面效果最好。另外还要设计一个强度性能比较高、耐磨性比较好的齿座，因为我国现在使用的齿座已经满足不了我国滚筒的使用要求，所以我国必须重新设计一个合理齿座。此外还要提高我国截齿尖端合金的强度性能，我国的这种合金主要以炭化钨是钴为主要组成部分，碳化钨具有硬度好、脆性好的优点，但耐冲击力比较差，所以可以重新设计出碳化钨和钴的配比，因为钴可以弥补炭化钨的缺点。 4.2 采纳科学性的方法，提高加工精度
使用科学的方法和科学的施工技术来增强滚筒受力强度，提高采煤的效率。首先，我们可以向发达国家学习，发杨“汲取精华、弃其糟粕”的学习精神，引进先进的仪器设备，使用专用的加工设备使滚筒上焊接构件可以更加精确、精密，提高滚筒各个构件安装位置和安装倾斜角的准确度，保证截齿所出现的误差在规定允许的范围之内。另外，对于焊接的工艺流程有着严格的要求，每个环节的焊接都应该有一套科学的设计方案，例如螺旋叶片、齿座、端筒体之间的焊接，它们需要小电流、直径比较小的焊条等一系列严格的焊接要求。此外，经过科学家的证明，二氧化碳在焊接的过程中有集中热源、焊接比较深、焊接强度比较高等，所以我们要把二氧化碳应用到焊接中。
4.3 提高喷雾的检测力度
我国要提高好喷雾的监测力度，避免喷雾管路和喷嘴出现堵塞，使内喷雾充分发挥出它的降尘功能。内喷雾主要是喷嘴出现问题，所以在监测的过程中要注意容易上锈的部位，筒体尽量涂抹一些防腐蚀、防上锈的合金，喷嘴的部位要采用不锈钢材料。
4.4 加强管理力度
我国相关部门要加强对采煤机滚筒的管理力度，制定一个具有科学性、合理化的管理标准。在监测的过程中要及时的把滚筒的使用情况和建议反馈给负责人，然后相关负责人对采煤机滚筒的使用情况进行分析，从而可以有针对性的反馈给滚筒生产单位，生产单位可以及时的对制造流程进行优化，从而可以提高滚筒的使用寿命。
5 结束语
综上所述，采煤机滚筒设计时，要根据采煤机滚筒使用的实际情况分析，同时相关部门要监督和收集资料，可以进一步的督促生产单位优化滚筒的制造流程，从而提高滚筒的使用质量、使用寿命以及使用可靠性，使滚筒更好的应用到采煤企业中，促进我国煤炭企业的稳定可持续发展。
参考文献
[1]马 鸿.滚筒采煤机自动化与智能化技术在煤层开采中的应用[J].机械管理开发，2016（05）：77～78+85.
[2]范生春.滾筒采煤机薄煤层自动化开采技术的运用[J].山东煤炭科技，2015（12）：64+67.
[3]苏小立.采煤机仿形截割运动学分析[D].太原理工大学，2014.
收稿日期：2018-8-14
作者简介：代 强（1985-），男，河南偃师人，助理工程师，本科，主要从事机械工艺工作。
陈 微（1988-），女，宁夏中卫人，助理工程师，本科，主要从事机械技术工作。
关键词：采煤机滚筒；可靠性；分析
中图分类号：TD421.6 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）27-0263-02
1 引 言
最近几年，我国生产的采煤机滚筒强度性能都比较高，可用于截割硬度比较大及一些含矸含量比较高的煤层。第一次使用时，为了保证它的使用寿命、提高它的使用质量、确保它的强度性能，尽量使它的截割范围在7～12万m之间，同时还要及时的对滚筒进行修补、监测，因为每一次进行滚筒更换和修补，都需要消耗整个检修班的大量时间，它的购买、运输、修补也需要大量的人力物力。所以提高采煤机滚筒的可靠性可以在一定程度上延长滚筒的使用寿命，也可以提高煤炭企业的产量和经济效益。接下来本文主要对采煤机滚筒的材料设计、工艺流程分析探讨采煤机可能失效的因素，来提高采煤机滚筒运行的可靠性。
2 采煤机滚筒失效的运行状态
当滚筒出现失效损坏时，它就出现无法正常运行的状态。接下来就分析滚筒失效时出现的运行状态，希望真正使用时可以及时的发现出现问题原因，在一定程度上可以减少资源、资金浪费。①长时间的使用，焊缝可能会出现开裂，截割齿轮的底座可能会出现断裂及脱焊、发力的旋转叶子与筒体之间的焊缝可能会出现开裂，引起这些损坏的主要原因是煤炭的硬度太大、基石含矸量太大，滚筒运行时遇到的阻力太大、截割强度太高，最终导致超负荷运行。②随着长时间的使用，截割齿轮会被磨损脱落，然后引起螺旋叶片的尾部与煤层之间出现剧烈的摩擦，最后叶片受到损坏逐渐向装煤的那一侧倾斜，从而影响了装煤的最佳效果。③采煤机滚筒有内喷雾和外喷雾主要的作用是防止截割的时侯摩擦起热出现火花，如果喷雾管路和喷雾孔出现异常或堵塞，喷雾的一切作用就会失效，可能会引起不可预测安全隐患。④采煤机滚筒的齿轮的尖端有一段性能比较强的合金，一旦它出现损坏和断裂就会带来巨大的损失和困扰。上面的叙述主要针对截齿和齿座分析的，截齿和齿座也是整个滚筒的主要组成部位，因此要加强对这几个方面的管理力度，提高它们使用的可靠性。另外相关检修部门规定如果截齿出现三个异常，需要重新换置滚筒，否则整个采煤过程的效益大大降低。
3 采煤機滚筒出现损失的因素
3.1 滚筒的使用材料不合格
我国属于发展中国家，滚筒的使用材料与其他发达国家相比比较单一，我国截割齿轮和筒体使用的材料是普通的碳素结构钢板，主要是由A3钢制作成的，这种钢板的强度性能和硬度都比较低，使用寿命比较短，很容易出现裂缝。对于国外的发达国家，他们使用的是优质的钢板和低合金钢板，其材料的结构性能都比较好。对于我国使用的齿座材料，以35CrMnSiA钢为主要使用材料，这种材料强度性能比较高、价格廉价，但是它不能承受冲击力较大的施工工程、可焊性也比较低。因为目前我国齿座出现问题的概率占到了82.5～85.5%左右，所以我国齿座的使用材料是不合格的，最终导致截齿的槽孔磨损、截齿丢失，所以我国要提高齿座使用材料的质量，减小它发生错误的概率，因此目前选择合适的使用材料对采煤机滚筒是非常重要的。
3.2 设计上的欠缺
目前我国采煤机滚筒的种类比较单一，所以运用到不同硬度的煤层中必然会出现一些问题，因为一种采煤机滚筒是不可能适应所以煤炭层的地质条件，因此我国最好根据不同的煤层条件设计出适合的滚筒。一个滚筒的设计是否成功是由它的截割效果是否最佳、滚筒制造的可靠性、装煤的效率是否最好等综合考虑的。另外，截齿是滚筒进行工作时最重要的构件，因为它主要的作用是截割煤层、粉碎煤层，因此它的合理设计在采煤机滚筒中起着至关重要的作用。它安装位置和尺寸大小的设计决定着它的受力情况、采煤机的效率、影响着它的加工精度，否则截齿就会出现受力不均匀，超过截齿受力的最大限度就会引起截齿断裂、丢失，最后影响采煤机的使用寿命。截齿还有一个不合理的设计是滚筒上截齿之间距离的安排太密集或太稀疏，对于一些硬度太高的煤层，齿座和截齿会出现开裂，导致滚筒使用寿命缩短、提前出现损坏。
3.3 制造过程劣质
滚筒的所有部位大多都是焊接成的，如筒体、齿座、螺旋叶片及喷嘴等。但对它的制造过程进行设计时，制定的焊接流程没有制定一套合理方案和一套合理标准，它的焊接方法也没有充分考虑采煤的地质条件、周围的地质环境，因此，制造过程劣质造成焊接的过程中总是会出现一些纰漏，导致内部出现裂开，使采煤机滚筒的使用寿命缩短。另外采煤机滚筒的螺旋叶片在采煤的过程中主要承担着装煤的作用，长时间和煤层、基石剧烈摩擦，如果螺旋叶片的质量劣质就会很容易摩擦损坏、降低装煤效率，螺旋叶片的使用寿命也会缩短。
4 提高可靠性的技术措施分析
4.1 对滚筒进行重新设计
只有不断的开发和创新滚筒，才能优化滚筒的制造工艺，所以在设计的过程尽量的缩短截齿之间的距离、减少截齿尖端之间的落差，来调整截齿截割煤层时圆弧的曲率半径，使端盘截齿、螺旋叶片设置在合适的位置，从而使螺旋叶片的截齿可以截割合理的截距、同时截齿可以均匀受力，从而使整个截割面效果最好。另外还要设计一个强度性能比较高、耐磨性比较好的齿座，因为我国现在使用的齿座已经满足不了我国滚筒的使用要求，所以我国必须重新设计一个合理齿座。此外还要提高我国截齿尖端合金的强度性能，我国的这种合金主要以炭化钨是钴为主要组成部分，碳化钨具有硬度好、脆性好的优点，但耐冲击力比较差，所以可以重新设计出碳化钨和钴的配比，因为钴可以弥补炭化钨的缺点。 4.2 采纳科学性的方法，提高加工精度
使用科学的方法和科学的施工技术来增强滚筒受力强度，提高采煤的效率。首先，我们可以向发达国家学习，发杨“汲取精华、弃其糟粕”的学习精神，引进先进的仪器设备，使用专用的加工设备使滚筒上焊接构件可以更加精确、精密，提高滚筒各个构件安装位置和安装倾斜角的准确度，保证截齿所出现的误差在规定允许的范围之内。另外，对于焊接的工艺流程有着严格的要求，每个环节的焊接都应该有一套科学的设计方案，例如螺旋叶片、齿座、端筒体之间的焊接，它们需要小电流、直径比较小的焊条等一系列严格的焊接要求。此外，经过科学家的证明，二氧化碳在焊接的过程中有集中热源、焊接比较深、焊接强度比较高等，所以我们要把二氧化碳应用到焊接中。
4.3 提高喷雾的检测力度
我国要提高好喷雾的监测力度，避免喷雾管路和喷嘴出现堵塞，使内喷雾充分发挥出它的降尘功能。内喷雾主要是喷嘴出现问题，所以在监测的过程中要注意容易上锈的部位，筒体尽量涂抹一些防腐蚀、防上锈的合金，喷嘴的部位要采用不锈钢材料。
4.4 加强管理力度
我国相关部门要加强对采煤机滚筒的管理力度，制定一个具有科学性、合理化的管理标准。在监测的过程中要及时的把滚筒的使用情况和建议反馈给负责人，然后相关负责人对采煤机滚筒的使用情况进行分析，从而可以有针对性的反馈给滚筒生产单位，生产单位可以及时的对制造流程进行优化，从而可以提高滚筒的使用寿命。
5 结束语
综上所述，采煤机滚筒设计时，要根据采煤机滚筒使用的实际情况分析，同时相关部门要监督和收集资料，可以进一步的督促生产单位优化滚筒的制造流程，从而提高滚筒的使用质量、使用寿命以及使用可靠性，使滚筒更好的应用到采煤企业中，促进我国煤炭企业的稳定可持续发展。
参考文献
[1]马 鸿.滚筒采煤机自动化与智能化技术在煤层开采中的应用[J].机械管理开发，2016（05）：77～78+85.
[2]范生春.滾筒采煤机薄煤层自动化开采技术的运用[J].山东煤炭科技，2015（12）：64+67.
[3]苏小立.采煤机仿形截割运动学分析[D].太原理工大学，2014.
收稿日期：2018-8-14
作者简介：代 强（1985-），男，河南偃师人，助理工程师，本科，主要从事机械工艺工作。
陈 微（1988-），女，宁夏中卫人，助理工程师，本科，主要从事机械技术工作。