趙巧芝

(中煤國(guó)際工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京 100120)

在當(dāng)前采煤工作面內(nèi)，刮板輸送機(jī)的作用不僅是運(yùn)送煤和物料，而且還是采煤機(jī)的運(yùn)行軌道，因此它成為現(xiàn)代化采煤工藝中不可缺少的主要設(shè)備。但由于刮板輸送機(jī)在煤礦井下的工作環(huán)境惡劣，如：采煤機(jī)往復(fù)運(yùn)行割煤，載荷周期性變化引起刮板輸送機(jī)所受載荷不均衡；瞬間沖擊載荷大，如片幫、冒頂?shù)葼顩r的發(fā)生會(huì)引起瞬間負(fù)荷增大，甚至造成刮板輸送機(jī)壓死停車(chē)；刮板鏈左右鏈條受力不均勻，原煤和矸石、沙粒、水中的腐蝕性介質(zhì)等，易導(dǎo)致溜槽、刮板、鏈條磨損大[1-3]。因此，工作性質(zhì)要求刮板輸送系統(tǒng)抗過(guò)載能力強(qiáng)、強(qiáng)度高、耐磨以及可靠性高。同時(shí)，刮板輸送機(jī)是井工煤礦綜采工作面的核心裝備，可用于水平運(yùn)輸，亦可用于傾斜運(yùn)輸，其安全性能及工作可靠性直接影響煤礦的安全生產(chǎn)和工作效率。目前，井工煤礦是我國(guó)煤炭生產(chǎn)的主體，推動(dòng)井工煤礦智能化開(kāi)采是煤炭技術(shù)升級(jí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，刮板輸送機(jī)作為煤礦開(kāi)采中的關(guān)鍵設(shè)備，其可靠性、智能化程度直接影響了井工煤礦智能化開(kāi)采水平。因此，研究刮板輸送機(jī)目前存在的問(wèn)題、關(guān)鍵技術(shù)以及未來(lái)的發(fā)展方向非常重要[4]。

1 發(fā)展現(xiàn)狀

刮板輸送機(jī)在煤礦的發(fā)展，大致經(jīng)歷了三個(gè)階段。第一階段在20世紀(jì)30—40年代，是可拆卸的刮板輸送機(jī)，如V型、SGD-11型、SGD-20型等。第二階段是20世紀(jì)40年代前期由德國(guó)制造的可彎曲刮板輸送機(jī)，這種刮板輸送機(jī)可適應(yīng)底板凹凸不平和水平彎曲等條件，移設(shè)時(shí)不需拆卸，并且運(yùn)煤量也有所增大，如SGW-44型刮板輸送機(jī)[5-7]。第三階段是20世紀(jì)60年代的大功率鎧裝可彎曲重型刮板輸送機(jī)，如SGD-630/75型、SGD-630/180型等。目前，以美國(guó)CAT公司和JOY公司為代表的輸送機(jī)產(chǎn)品是當(dāng)今國(guó)際先進(jìn)水平的標(biāo)志，其產(chǎn)品抗過(guò)載能力強(qiáng)、強(qiáng)度高、耐磨性以及可靠性高，我國(guó)進(jìn)口的輸送設(shè)備多為這兩家的產(chǎn)品。我國(guó)煤礦長(zhǎng)壁綜采機(jī)械化始于20世紀(jì)70年代末，隨著不斷推廣和發(fā)展，已經(jīng)具有一定研究開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造刮板輸送機(jī)的能力，并成功地開(kāi)發(fā)研制出多系列適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的綜采和綜放工作面輸送設(shè)備，基本滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求[8]?，F(xiàn)在我國(guó)中、小功率刮板輸送機(jī)已具備成型技術(shù)，并有成熟的制造能力，中型和重型輸送設(shè)備方面與國(guó)外的產(chǎn)品水平基本相當(dāng)。近些年來(lái)，通過(guò)對(duì)引進(jìn)設(shè)備的消化、吸收和國(guó)產(chǎn)化舉措，集成應(yīng)用與自主研發(fā)了驅(qū)動(dòng)、中部槽、圓環(huán)鏈、自動(dòng)伸縮機(jī)尾、動(dòng)力學(xué)分析與控制、工況在線監(jiān)測(cè)監(jiān)控等技術(shù)，已研制出槽寬為1000mm、1350mm、1500mm，裝機(jī)功率為3×1000kW、3×1500kW、3×1600kW、3×2000kW等系列的重型、超重型刮板輸送機(jī)成套裝備，壽命(過(guò)煤量)最大達(dá)5000萬(wàn)t，逐步替代了進(jìn)口輸送設(shè)備。

1.1 驅(qū)動(dòng)技術(shù)

刮板輸送機(jī)有多種驅(qū)動(dòng)方式。對(duì)于中小功率刮板輸送機(jī)一般采用“單速電機(jī)+限矩型偶合器”、“雙速電機(jī)+彈性塊聯(lián)軸器”和“雙速電機(jī)+摩擦限矩器”的方式，對(duì)于大功率刮板輸送機(jī)一般采用“單速電機(jī)+閥控充液型偶合器”、“變頻器”。

刮板輸送機(jī)帶載啟動(dòng)的大電流會(huì)沖擊設(shè)備和電網(wǎng)，隨著系統(tǒng)裝機(jī)功率的提高，雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)無(wú)法重載啟動(dòng)。軟啟動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了刮板輸送機(jī)無(wú)負(fù)載起動(dòng)、過(guò)載保護(hù)、多電機(jī)自動(dòng)負(fù)載平衡，改善了刮板輸送機(jī)的起動(dòng)性能和運(yùn)行可靠性。軟啟動(dòng)裝置已成為重型刮板輸送機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置，主要有閥控充液式液力偶合器、可控起動(dòng)傳輸裝置(CST)和變頻調(diào)速三種軟啟動(dòng)技術(shù)。閥控充液型液力偶合器是一種以水為介質(zhì)將自動(dòng)控制技術(shù)和渦輪傳動(dòng)技術(shù)緊密結(jié)合的軟起動(dòng)系統(tǒng)，是典型的機(jī)、電、液一體化系統(tǒng)。通過(guò)閥控改變充液量，實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)、負(fù)載平衡、過(guò)載保護(hù)等功能，傳遞功率800～1600kW[9]。CST是一個(gè)由多級(jí)齒輪減速器加上濕式離合器及液壓控制組成的系統(tǒng)。輸出扭矩是由液壓系統(tǒng)控制的，隨著離合器上所加的液壓壓力而變化。但它們對(duì)水質(zhì)或油質(zhì)的要求嚴(yán)格，維護(hù)使用的成本高，基本沒(méi)有節(jié)能功效，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)速，功率平衡效果不佳[10]。

目前，大功率變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于重型及超重型刮板輸送機(jī)成套裝備，主要有一體式變頻驅(qū)動(dòng)和分體式變頻驅(qū)動(dòng)兩種形式。一體式變頻驅(qū)動(dòng)和分體式變頻驅(qū)動(dòng)對(duì)比分析見(jiàn)表1。

表1 一體式變頻驅(qū)動(dòng)和分體式變頻驅(qū)動(dòng)對(duì)比分析

前幾年刮板輸送機(jī)采用分體式變頻器較多，但隨著變頻一體機(jī)的發(fā)展，目前又開(kāi)始采用一體式變頻器。從大體趨勢(shì)看，一體式變頻器的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多。

當(dāng)前，采用變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了智能調(diào)速、高精度功率平衡、刮板機(jī)斷鏈保護(hù)和低速滿(mǎn)扭矩運(yùn)行控制功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載輸送機(jī)、破碎機(jī)、帶式輸送機(jī)等設(shè)備的協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)和遠(yuǎn)程集中控制[11-13]。智能調(diào)速：結(jié)合采煤工藝，以輸送系統(tǒng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為基本參數(shù)，綜合應(yīng)用采煤機(jī)位置、運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)速度等數(shù)據(jù)，根據(jù)輸送系統(tǒng)負(fù)荷狀況，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)分級(jí)調(diào)整采煤機(jī)速度的節(jié)能控制模式、自動(dòng)分級(jí)調(diào)整輸送系統(tǒng)運(yùn)行速度的安全控制模式，達(dá)到了智能控制的目的，減少了部件磨損，提高了使用壽命，節(jié)能效果顯著，提高了系統(tǒng)綜合能效。高精度功率平衡：基于DTC直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)和主從控制模式，采用光纖通訊，實(shí)現(xiàn)多電機(jī)轉(zhuǎn)矩及功率的動(dòng)態(tài)平衡，主從機(jī)功率平衡度小于1.5%，平衡反應(yīng)速度小于10μs。斷鏈保護(hù)：根據(jù)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的大小及變化率，自動(dòng)判斷是否發(fā)生過(guò)載或鏈條卡阻情況，防止發(fā)生斷鏈故障。斷鏈后，自動(dòng)控制電機(jī)停機(jī)，防止由繼續(xù)拖動(dòng)鏈條等導(dǎo)致事故擴(kuò)大。低速滿(mǎn)扭矩運(yùn)行控制：在基頻50Hz以下調(diào)速時(shí)，實(shí)現(xiàn)低速滿(mǎn)轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，提高了重載啟動(dòng)性能，配合緊鏈裝置，實(shí)現(xiàn)了可靠緊鏈操作；整機(jī)可以長(zhǎng)時(shí)間低速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了“不停機(jī)檢修”操作。

交流異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中會(huì)占用大量無(wú)功功率，刮板輸送系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中不均衡、中輕載時(shí)間占比較大，異步電機(jī)功率因數(shù)、低效率特性表現(xiàn)尤為突出。目前，出現(xiàn)了采用永磁同步電機(jī)+變頻器的驅(qū)動(dòng)方式，可以全面提供功率因數(shù)和效率，有效降低能耗。在轉(zhuǎn)速或負(fù)載下降的情況下，由于永磁同步電動(dòng)機(jī)的高效區(qū)間寬，可以始終在相對(duì)高效區(qū)間工作；而異步電動(dòng)機(jī)效率和功率因數(shù)則有大幅度下降。在負(fù)載突然增大情況下，永磁同步電機(jī)基本保持轉(zhuǎn)速不變，異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)有明顯波動(dòng)。

1.2 中部槽技術(shù)

中部槽是刮板輸送機(jī)中消耗量最大的核心部件，其是刮板導(dǎo)向的軌道和煤炭運(yùn)輸?shù)妮d體，承受著采煤機(jī)牽引力和截割反力、液壓支架的推溜力和拉架力、刮板和鏈條以及槽中煤炭的摩擦力等，運(yùn)行工況特別惡劣，其結(jié)構(gòu)的合理性、質(zhì)量的穩(wěn)定性直接影響著刮板輸送機(jī)整機(jī)壽命和可靠性以及煤炭生產(chǎn)的安全性。目前市場(chǎng)在用中部槽有鑄焊式、軋焊式和整鑄式。

整體鑄焊結(jié)構(gòu)的中部槽結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單、成本低，是目前最常用的一種型式。采用鑄造而成的槽幫和中底板焊接而成，槽幫為ZG30SiMn材質(zhì)的鑄造件，中底板為瑞典薩博HARDOX系列、日本JFE的EH系列或舞陽(yáng)鋼鐵的NM400系列高強(qiáng)度耐磨鋼板材。槽幫和中底板的材質(zhì)不相同，屬于異種鋼的焊接，焊縫焊接質(zhì)量決定了中部槽的使用壽命和刮板輸送機(jī)的可靠性。

軋焊式中部槽由軋制槽幫、鍛造端頭及鋼板焊接而成，中板分兩層，上層中板可使用更加耐磨的材料，組焊件數(shù)量多，焊接工藝復(fù)雜。整鑄式基于真空泡沫消失模鑄造工藝，采用高耐磨性、高強(qiáng)度、特種配方的合金以及熱處理技術(shù)研制而成，它徹底克服了鑄焊中部槽中底板容易與槽幫脫焊、開(kāi)裂及耐磨性不一致等質(zhì)量缺陷；抗拉強(qiáng)度達(dá)到鑄焊中部槽的1.7～2.0倍，耐磨性為NM400耐磨板1.6倍以上，使用壽命是同型號(hào)鑄焊中部槽的2～3倍，使用過(guò)程中免維護(hù)。

1.3 圓環(huán)鏈技術(shù)

鏈條是刮板輸送機(jī)最薄弱的環(huán)節(jié)。鏈條承受頻繁交變應(yīng)力，承受片幫、重載等瞬間重載沖擊，承受溜槽、鏈輪、煤和矸石的磨損，在中部槽接口等過(guò)渡位置存在刮卡，受到礦物質(zhì)腐蝕。鏈條包含的鏈環(huán)數(shù)量大，故障點(diǎn)多，每臺(tái)刮板機(jī)的鏈環(huán)數(shù)量達(dá)到數(shù)千個(gè)，任何一個(gè)鏈環(huán)斷裂都會(huì)造成停機(jī)事故，且刮板鏈的故障隱患難以發(fā)現(xiàn)，故障處理困難，耗時(shí)長(zhǎng)，對(duì)生產(chǎn)影響大。因此，鏈條的強(qiáng)度直接關(guān)系到整機(jī)的可靠性。

圓環(huán)鏈的可靠性與壽命取決于強(qiáng)度、韌性、耐磨性、耐腐蝕性等綜合指標(biāo)，過(guò)高的強(qiáng)度所造成的韌性降低、應(yīng)力腐蝕加劇，會(huì)造成鏈條早期的脆性斷裂，降低鏈條運(yùn)行的可靠性。為提高強(qiáng)度，早期供貨的48mm×152mm鏈條破斷負(fù)荷達(dá)到3550kN，使用過(guò)程中，脆性斷裂頻繁，后分別降低到3290kN、3150kN，仍存在問(wèn)題，目前，通常供貨的破斷負(fù)荷為2900kN，強(qiáng)度降低，但實(shí)際運(yùn)行的可靠性提高。為獲得更高的強(qiáng)度，大規(guī)格鏈條由最初的標(biāo)準(zhǔn)型圓環(huán)鏈、緊湊型圓環(huán)鏈，逐步發(fā)展到最近的寬帶鏈和超寬帶鏈。寬帶鏈的優(yōu)勢(shì)：立環(huán)高度不變，寬度增加，端面面積增大，強(qiáng)度提高；比如：可以將?38mm鏈條升級(jí)為?42mm、?42mm鏈條升級(jí)為?48mm、?48mm鏈條升級(jí)為?52mm?，F(xiàn)有的中部槽可以采用更高強(qiáng)度級(jí)別的圓環(huán)鏈，可以增加裝機(jī)功率，以提高刮板輸送機(jī)的運(yùn)量和鋪設(shè)長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品升級(jí)，提高運(yùn)行可靠性。另外，礦井地下水腐蝕性特別強(qiáng)時(shí)，鏈條會(huì)發(fā)生腐蝕坑和疲勞裂縫，防腐礦用鏈條幾乎完全不受腐蝕的影響，減少了鏈條的早期失效。

1.4 伸縮機(jī)尾技術(shù)

由綜采工作面開(kāi)采工藝決定，工作面刮板輸送機(jī)的負(fù)荷是隨時(shí)變化的，刮板鏈的張力亦隨負(fù)荷隨時(shí)變化。恒定的刮板鏈預(yù)張緊力不能保證刮板鏈隨時(shí)處于適度張緊工作狀態(tài)。在大功率、大運(yùn)量、長(zhǎng)運(yùn)距刮板輸送機(jī)中，伸縮機(jī)尾已成為標(biāo)配，伸縮機(jī)尾技術(shù)的應(yīng)用，有效地改善了鏈條、鏈輪的受力狀況，減輕刮板和輸送機(jī)中部槽的磨損，延長(zhǎng)了輸送機(jī)的使用壽命。

自動(dòng)伸縮機(jī)尾一般由四個(gè)主要部分組成，包括固定機(jī)尾架、活動(dòng)機(jī)尾架、液壓系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)。固定機(jī)尾架和活動(dòng)機(jī)尾架由液壓系統(tǒng)的液壓缸相聯(lián)接，在機(jī)尾架及液壓缸上安裝有壓力傳感器及位移傳感器，電器控制系統(tǒng)根據(jù)有關(guān)傳感器提供的信號(hào)對(duì)伸縮機(jī)尾架及刮板鏈的張緊程度及機(jī)尾架的當(dāng)時(shí)的工作位置進(jìn)行調(diào)整。一般通過(guò)檢測(cè)伸縮油缸的壓力間接檢測(cè)鏈條松緊程度，工作方式如下：根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀況，設(shè)定空載和滿(mǎn)載情況下油缸壓力數(shù)值，并經(jīng)常性跟蹤修正；根據(jù)電機(jī)電流和采煤機(jī)位置等綜合因素，確定機(jī)尾油缸壓力調(diào)節(jié)的具體目標(biāo)值。通過(guò)電控系統(tǒng)，向液壓系統(tǒng)發(fā)出指令，調(diào)節(jié)油缸壓力數(shù)值，使其與設(shè)定的目標(biāo)值接近，進(jìn)行緊鏈或松鏈操作，及時(shí)對(duì)刮板鏈的張緊力進(jìn)行調(diào)整，使刮板鏈的張力一直處于設(shè)定的正常工作范圍內(nèi)。

1.5 動(dòng)力學(xué)分析及控制技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式和靜力學(xué)計(jì)算，該方法的前提是系統(tǒng)運(yùn)行工況穩(wěn)定。刮板輸送系統(tǒng)啟制動(dòng)及運(yùn)行過(guò)程往往載荷不均勻，甚至載荷突變，因此，研究人員開(kāi)展了動(dòng)力學(xué)分析研究。通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)、液力耦合器、減速器、刮板鏈條傳動(dòng)等各元部件建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而建立整機(jī)動(dòng)力學(xué)模型，然后利用MATLAB求取動(dòng)力學(xué)模型數(shù)值解，分析滿(mǎn)載情況下關(guān)鍵位置鏈條張力、速度以及電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間的變化規(guī)律。針對(duì)刮板輸送機(jī)鏈傳動(dòng)系統(tǒng)，基于有限元理論建立其數(shù)學(xué)模型，數(shù)值仿真研究為在卡鏈故障載荷下、不同卡鏈故障發(fā)生點(diǎn)時(shí)的鏈條速度-時(shí)間變化規(guī)律以及鏈條張力-時(shí)間變化規(guī)律。通過(guò)對(duì)啟過(guò)程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)特性分析，研究刮板輸送機(jī)控制策略，提出反S型啟動(dòng)速度控制曲線。通過(guò)有限元仿真分析鏈條及鏈輪的關(guān)鍵尺寸變化對(duì)嚙合過(guò)程的影響，及鏈條嚙過(guò)鏈輪時(shí)的應(yīng)力、應(yīng)變分布來(lái)優(yōu)化鏈條及鏈輪的設(shè)計(jì)，降低傳動(dòng)過(guò)程的磨損，提高使用壽命。

1.6 運(yùn)行工況在線監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)

基于傳感、微處理器、現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)和計(jì)算機(jī)等技術(shù)，目前已建成從工作面→工作巷→地面的工作面輸送設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)，初步形成了相對(duì)完善的工況數(shù)據(jù)庫(kù)，在線監(jiān)測(cè)、集中顯示刮板輸送系統(tǒng)運(yùn)行工況參數(shù)以及超限報(bào)警，包括：減速器的輸出軸軸承溫度、輸入軸軸承溫度、油箱潤(rùn)滑油溫度、油箱潤(rùn)滑油液位，冷卻水路進(jìn)口壓力、出口壓力、流量，每個(gè)電機(jī)三相繞組電壓、繞組電流、繞組溫度，每個(gè)電機(jī)軸頭軸承溫度、軸尾軸承溫度、液壓缸無(wú)桿腔液體壓力、液壓缸伸縮位置(1路)、液壓缸伸縮限位，液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速、液壓馬達(dá)液體進(jìn)口壓力，鏈輪軸承溫度，電機(jī)到鏈輪某一處轉(zhuǎn)速等。

2 發(fā)展趨勢(shì)及關(guān)鍵技術(shù)

為了保障煤炭開(kāi)采安全性、開(kāi)采效率和產(chǎn)量，千萬(wàn)噸級(jí)礦井已成為大型煤炭集團(tuán)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)模式。目前國(guó)內(nèi)已自主研發(fā)出系列化重型、超重型刮板輸送機(jī)成套裝備，保障了千萬(wàn)噸級(jí)礦井主煤流穩(wěn)定運(yùn)輸。但是，在向大型化發(fā)展的同時(shí)，高可靠性、高度智能化將成為重型刮板輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)；核心元部件及新材料，設(shè)備監(jiān)測(cè)、控制、故障診斷及預(yù)知性維護(hù)，配套測(cè)試試驗(yàn)平臺(tái)等相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)仍有待攻克。

2.1 核心元部件及新材料

國(guó)內(nèi)不少?gòu)S家研制了系列化的一體變頻電機(jī)、分體變頻中心，但機(jī)芯仍依賴(lài)進(jìn)口；刮板輸送機(jī)刮板和鏈條重量大，與中部槽摩擦力大，空載功耗大，研發(fā)低摩擦系數(shù)、輕量化、高強(qiáng)度高耐磨的新材料或降阻技術(shù)，應(yīng)用于刮板輸送機(jī)中部槽、刮板、鏈條、伸縮機(jī)尾等存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件，既可降低整機(jī)功耗，又可減輕整機(jī)重量；國(guó)產(chǎn)中部槽過(guò)煤量相同時(shí)磨損較國(guó)外的更嚴(yán)重，槽幫中板、底板的焊縫更容易開(kāi)裂，需研制高強(qiáng)度級(jí)別槽幫、中板和底板，研發(fā)高強(qiáng)韌性低氫焊絲，創(chuàng)新焊接工藝，采用機(jī)器人化焊接方式，進(jìn)一步提高中部槽性能；相對(duì)刮板輸送系統(tǒng)的機(jī)械液壓系統(tǒng)，其工況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳感器、數(shù)據(jù)采集與傳輸單元與等部件的可靠性、穩(wěn)定性不高，煤礦機(jī)電裝備對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求比準(zhǔn)確性要求更高，因此需研發(fā)軍用級(jí)的傳感器、抗電磁干擾能力強(qiáng)的數(shù)據(jù)采集與傳輸單元等。

2.2 設(shè)備監(jiān)測(cè)、控制、故障診斷及預(yù)知性維護(hù)

目前已建成從工作面→工作面巷道→地面的刮板輸送設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)，形成了溫度、壓力、流量等工況數(shù)據(jù)庫(kù)，但缺少振動(dòng)、潤(rùn)滑油污染度、鏈條故障等工況參數(shù)，進(jìn)而形成全面完善的數(shù)據(jù)庫(kù)；需研發(fā)油夜污染度傳感器、非接觸式鏈條故障傳感器等。目前設(shè)備智能化程度不深，僅僅實(shí)現(xiàn)了海量數(shù)據(jù)展示，缺少對(duì)海量數(shù)據(jù)的挖掘分析，給出有用的決策建議，指導(dǎo)設(shè)備管理；因此需研發(fā)設(shè)備健康管理系統(tǒng)，研究健康評(píng)價(jià)、典型故障數(shù)據(jù)庫(kù)、故障診斷與預(yù)測(cè)等技術(shù)，建立遠(yuǎn)程云服務(wù)平臺(tái)，將用戶(hù)、廠家和行業(yè)專(zhuān)家納入平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)行、維修、回收再利用全生命周期的設(shè)備管理。

在控制方面，基于油缸壓力的自動(dòng)伸縮機(jī)尾在實(shí)際中應(yīng)用效果不佳，因?yàn)橛透讐毫o(wú)法直接反應(yīng)鏈條張力，且壓力控制范圍無(wú)法合理確定；研發(fā)鏈條張力技術(shù)，與推薦預(yù)張緊力直接比較，控制活動(dòng)機(jī)尾的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)鏈條張力自動(dòng)控制；通過(guò)對(duì)鏈條受力狀況的測(cè)量與記錄，預(yù)期判斷鏈條疲勞壽命，及時(shí)更換鏈條，避免停機(jī)事故發(fā)生；受限于無(wú)法直接測(cè)得刮板輸送系統(tǒng)的煤量情況，一般是依據(jù)電機(jī)電流大小間接感知負(fù)載實(shí)現(xiàn)調(diào)速等控制，研制大扭矩傳感器，直接感知負(fù)載大小，根據(jù)電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)矩控制刮板輸送系統(tǒng)運(yùn)行。此外，需加強(qiáng)動(dòng)力學(xué)分析與控制方法研究與應(yīng)用，指導(dǎo)刮板輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行控制。

2.3 測(cè)試試驗(yàn)平臺(tái)

高端刮板輸送成套裝備尚未實(shí)現(xiàn)完全國(guó)產(chǎn)化，核心部件可靠性不高，部分元件依賴(lài)進(jìn)口，整機(jī)使用壽命遠(yuǎn)低于國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品。盡快扭轉(zhuǎn)這種被動(dòng)局面是當(dāng)前刮板輸送機(jī)制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重大課題，必須對(duì)關(guān)鍵元部件進(jìn)行深入研究，而深入開(kāi)展研發(fā)工作需要測(cè)試試驗(yàn)平臺(tái)的支撐，可從綜采工作面成套裝備綜合測(cè)試、單機(jī)等單機(jī)性能檢測(cè)、關(guān)鍵部件性能試驗(yàn)等專(zhuān)業(yè)平臺(tái)建設(shè)入手，建立校企聯(lián)合的國(guó)家、省部、行業(yè)等級(jí)別的實(shí)驗(yàn)室，元部件的理論研究與測(cè)試試驗(yàn)支持，避免片面追求工程應(yīng)用，從根本上解決目前我國(guó)產(chǎn)品可靠性和壽命低的共性問(wèn)題，盡快扭轉(zhuǎn)高端裝備及關(guān)鍵部件依賴(lài)進(jìn)口的被動(dòng)局面。

3 結(jié) 語(yǔ)

煤炭少人、無(wú)人化開(kāi)采離不開(kāi)高可靠性、高智能化的煤機(jī)裝備。作為綜采工作面三機(jī)之一，刮板輸送機(jī)正向高可靠性、高智能化的方向發(fā)展，需要聯(lián)合政府、煤礦生產(chǎn)企業(yè)、煤機(jī)制造企業(yè)、科研院所和高校，開(kāi)展政、產(chǎn)、學(xué)、研、用五位一體式的通力合作，走堅(jiān)持自主研發(fā)、創(chuàng)新的道路，提升核心競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)我國(guó)煤炭安全高效智能化開(kāi)采水平再上一個(gè)臺(tái)階，為促進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)作出新的貢獻(xiàn)。