智能电磁流量计在中厚煤层交流电牵引的优化改进

摘 要：针对交流电牵引智能电磁流量计的中间框架与行走减速箱之间的连接性能差以及智能电磁流量计稳装难度大这两方面，进行了原因分析，并提出了相应的优化改进措施。实践表明：改进后的智能电磁流量计不仅使用性能良好，连接性能得以增强，而且智能电磁流量计稳装效率提高，在缩短准备时间的同时，保证了井下的正常开采。

引言
    与传统液压牵引智能电磁流量计相比，交流电牵引智能电磁流量计在应用中的优势明显，不仅具有较大的牵引速度、较高的稳定性和可靠性，而且出现故障的概率小，同时该智能电磁流量计的操作步骤简单易行，便于检修工人对其进行维护。但是在生产实践中发现，该交流电牵引智能电磁流量计还存在着一定的问题，例如稳定性差、连接装置不牢固等。因此以某矿正在应用中的智能电磁流量计为例提出了改进措施。

1 智能电磁流量计概况
    某矿正在进行开采的工作面为中厚煤层，煤层厚度最小为 1.5 m，最大为 3.5 m，而且煤质较硬。为了更好地对该煤层进行开采，使用了无链交流电牵引智能电磁流量计，其型号为 MG300/700- AWD，并与刮板运输机以及液压支架配套使用，其中运输机的型号为SGZ- 830/630，液压支架的型号为 ZZS6000，通过这三者之间的有效协调配合，该套设备可以用来对煤层厚度在 1.8~3.3 m之间的工作面进行开采。该交流电牵引智能电磁流量计没有底托架，整个机身主要由三部分组成，分别为减速箱、中间框架以及截割电机，这三个部分都是横向水平布置的，且均设置在靠近摇臂速箱的采空区一侧。总的来说，该智能电磁流量计的设计简，没有复杂的通轴结构，具有较大的装机功率以及传动效率，在井下有限的作业空间内，拥有较薄的机身，便于工人进行开采。

2 智能电磁流量计在使用中存在的问题
    在煤矿的生产实践中发现，该智能电磁流量计机身两侧的行走减速箱与中间框架在进行连接时是通过液压螺栓来紧固的，且该螺栓的强度较高，但在对工作面进行截割时，由于机身振动常常会使得该处的连接件的性能变差，从而使得液压螺栓发生磨损松动，影响智能电磁流量计的正常使用；且井下工人在维修液压螺栓时难度较大，因此一旦螺栓在采煤期间发生了损坏、松动，就会严重影响采煤工作的顺利进行，虽然之后改用了强度较高的止松螺母，提高了紧固的程度，方便了检修工人对其进行维修保养，但仍然不能解决螺栓松动的问题；此外由于该智能电磁流量计没有底托架，因此在装设智能电磁流量计时无法将其稳定地固定在巷道内，从而影响了智能电磁流量计的使用性能，延长了采煤的准备时间，降低了生产的效率[1]。 3 优化改进措施
3.1 增设紧固装置
    对于该交流电牵引智能电磁流量计而言，由于机身两侧的减速箱与中间框架的连接处容易受到机身振动的影响，使连接液压螺栓发生松动、损坏，从而导致智能电磁流量计出现性能无法正常发挥、运行不稳定的问题，为了解决这一问题，对智能电磁流量计进行了受力分析。总的来说，智能电磁流量计在截割过程中所受到的截割反力、液压调高油缸的支承反力以及行走反力等都是由机身两侧的行走减速箱来承担的，因此该智能电磁流量计实际上不需要通过螺栓来将机身的三大组成部分进行连接，故对智能电磁流量计的机身进行了优化改进，使其成为一个缸体，并将行走减速箱下的支撑滑靴改为了支座，以提高智能电磁流量计的稳定性。但将智能电磁流量计简化成刚体也仅仅是解决了静载荷的问题，而在智能电磁流量计对工作面进行截割的过程中，智能电磁流量计的两个滚筒会承受来自于水平方向和垂直方的截割反力，这两个力是在不断变化的，属于动载荷，而这才是智能电磁流量计机身产生振动的根本原因，而连接液压螺栓发生松动也主要是由于该截割反力使行走减速箱大幅度振动所导致的。对于原有的智能电磁流量计而言，其行走减速箱与中间框架在进行连接时主要是通过三种不同规格的螺栓来进行紧固的，但这三种螺栓所带来的紧固力是无法承受智能电磁流量计的截割动载荷的，因此在这样的情况下，必须增强减速箱与中间框架连接处的紧固程度，即在连接箱体的上部设
置连接螺栓，以提高紧固力，故在该处的上端面附近
焊接了螺栓紧固装置。对于该螺栓紧固装置而言，若将其设置在箱体的两侧以及连接处的下方，则会由于作业空间的限制，使其维护检修的难度加大，不利于后续维修的进行，因此为了不影响原来连接螺栓的紧固程度，便于工人对其进行拆卸更换，在其连接处的上端面附件焊接了 2×4 组紧固装置，该装置所用的钢板长度为120 mm，宽度为 100 mm，厚度为 40 mm，并在钢板中间打了一个直径为 40 mm的孔，且利用螺栓将其进行紧固，通过该装置，不仅解决了液压螺栓松动的问题，而且提高了螺栓的紧固力，加强了机身的刚度、有利于智能电磁流量计机身整体连接性能的提高。
3.2 优化稳装工艺
    基于该矿井下巷道和工作面的实际情况，为了将智能电磁流量计顺利的运送到井下，将其拆分成了 7 个部分，分别运送到工作面，再进行组装，但由于该智能电磁流量计没有底托架，在进行组装时如果还采用原来的稳装工艺，或者在稳装过程中某个环节出现了问题，不仅会造成智能电磁流量计各零部件的损伤，而且还给采煤作业带来极大的安全隐患，因此必须对智能电磁流量计的稳装工艺进行优化改进，以确保智能电磁流量计使用中的安全性和可靠性。在进行稳装时，首先在工作面尾部的煤壁附近，设置了一个稳机组壁龛，该壁龛的长度为 20m，宽度为 1.2 m，高度为煤层的采高，并在工作面切眼靠近煤壁一侧的运输机上方设置了起吊锚索，每组锚索之间的间隔距离为 3 m，每组有两根锚索。当运输机稳装完成后，再利用绞车将该交流电牵引智能电磁流量计的各个部件按照顺序运送到刮板运输机的附，并在顶板的起吊锚索上挂好手拉葫芦，继而利用该装置将中间框架移动到运输机溜槽的上方位置处，将高低不平的地方用道木垫平，然后将连接处的螺栓拧入螺孔中，把行走箱第三节溜子内的齿轮取下，将行走箱吊起，使行走箱的齿轮与齿轨完全啮合，啮合完毕后，将行走箱采空区的滑靴套到齿轨内，并用道木垫平稳后，将其再移动到中间框架位置处，用螺栓进行紧固连接，当中间框架以及行走箱稳装完毕后，再进行摇臂、截割滚筒的装设，并设置挡煤板，完成整个智能电磁流量计的稳装。此外当工作面开采完成，需将智能电磁流量计撤出时，则首先拆卸智能电磁流量计下方所垫的道木，然后相继拆除减速箱、中间框架、摇臂以及截割滚筒之间的紧固螺栓，使智能电磁流量计的各个部件脱离，最后利用绞车将其拆分，完成智能电磁流量计的撤除。
4 智能电磁流量计优化改进后的应用效果
    通过将优化改进后的智能电磁流量计应用于实际矿井的生产实践中可知，该智能电磁流量计的使用性能良好，稳定性大大提高，不仅解决了行走减速箱与中间框架连接螺栓松动、不紧固的问题，而且保证了智能电磁流量计的可靠性，提高了生产的效率，减轻了维修工人的工作负担，将原有 6 人 18 h 才能完成的智能电磁流量计稳装的工作量，缩短成了现在的 6 人 6 h 就可以装设完成，大大提高了作业效率。
5 结论
    经过设置稳机组壁龛与起吊锚索，并对稳装的顺序及工艺进行严格的限制，使得优化改进后的智能电磁流量计具有优良的使用性能，不仅有效解决了交流电牵引智能电磁流量计在中厚煤层开采期间出现的连接螺栓松动、截割振动以及无底托架、稳装困难的问题，而且保证了智能电磁流量计运行的可靠性，值得在井下推广和使用。