0 引言

MG200/446-WD型采煤机是适应采高1.0～1.7 m的薄煤层采煤机,因其机面高度低、采高范围大，目前有40余台应用于煤矿，遍及全国各矿及乌克兰等国家。近年来，随着煤矿高产高效要求的不断提高[1]，采煤机牵引速度不断提高，使致截割部相同时间段内承载载荷频率加大，造成截割部整体或局部疲劳损坏；同时当井下断层、夹矸、采高变低、破顶或破底时也越来越依赖于采煤机强行通过，使采煤机截割部承受的冲击载荷地不断加大，造成截割部内部结构受到冲击载荷而瞬时损坏[2]。由此，近年来出现了该系列采煤机截割部壳体变形、高速轴承频繁损坏和齿轮传动噪声大、行星头处筋板开裂、行星架断裂、太阳轮花键轴断裂等问题，影响了天地上海分公司的良好声誉。

针对上述问题，天地上海分公司分别从截割部壳体、行星减速器对型采煤机截割部进行了改进，并将改进后的MG200/446-WD型薄煤层采煤机截割部进行井下工业性试验，取得了良好的效果，达到了预期的改进目标。

1 截割部壳体及结构

MG200/446-WD型薄煤层采煤机的截割部壳体材质为ZG25MnNi，热处理硬度为HB160～200。当采煤机截割硬质煤层或夹矸、断层时，其截割部壳体会承受较大的载荷，由于截割部壳体厚度较薄，而ZG25MnNi材质的综合力学性能较差，容易发生壳体变形和筋板开裂现象。为提高截割部壳体强度，通过研究分析，提出了如下改进措施：

1.1 壳体选用优质高强度材质A

将截割部壳体材质选用某优质的高强度材质A，适当调整材质的化学成分与力学性能，提高壳体的热处理硬度，从而达到减小截割部使用过程中壳体变形量的目的。两种材料力学性能指标对比如表1所示。

 

表1 ZG25MnNi与材料A力学性能指标对比

  

项目硬度抗拉强度/MPa屈服强度/MPa伸长率/%收缩率/%冲击值/(J·cm-2)ZG25MnNiHB160～200≥485≥260≥24≥36≥20材料AHB200～250≥750≥600≥18≥40≥70

由表1可知，截割部壳体采用高强度材料A后，力学性能较传统的ZG25MnNi壳体有了很大提升，壳体的耐磨性、刚度以及抗冲击能力都有很大地改善。

1.2 改进截割部输出端结构

原采煤机截割部结构中，其输出端的壳体与行星减速器连接螺栓为均布排列，螺栓之间分布角度为20°，如图1所示。此结构在使用过程中存在较大弊端：

1) 壳体筋板强度不足。

1.2结果:口服碘-131200mci及以上药量比口服碘131100mci患者不良反应多。100名患者中31人住院期间失眠,其中6名给予艾司唑仑片1mg睡前口服。出现恶心21人、呕吐7人、腹泻2人、胃痛2人、腮腺肿胀4人、颈部紧绷感5人。通过对症处理,责任护士进行心理护理及饮食指导、向患者讲解碘-131治疗甲状腺癌相关知识,出院时,41名患者出现的不良反应症状缓解,100名患者出院满意度均达到98%以上。

  

图1 改进前壳体筋板处结构图

改进措施是:改变截割部行星头紧固螺栓的排列次序,如图2所示，即增加截割部壳体行星头处筋板厚度，相邻螺栓之间分布角度为15°、25°交替排列。

3) 调整煤壁侧端盖与轴承外圈的间隙，杜绝煤壁侧端盖压死轴承外圈的现象发生。

1) 增大了筋板强度，解决了筋板开裂的问题。

2) 紧固螺母无足够空间安装。

2) 增大了紧固螺母的安装空间，方便操作。

  

图2 改进后壳体筋板处结构图

1.3 优化设计截割部高速端结构

原采煤机截割部结构的高速端轴承直接安装在截割部壳体上，由于壳体材质硬度低，抗变形能力差，导致高速端轴承频繁损坏。同时,传统的截割电动机输出结构为转子直接输出，与截割部高速轴齿轮内花键啮合传动，如图3所示。若电动机输出外花键中心与高速轴齿轮内花键啮合发生偏差,则会产生较大的传动噪声，甚至损坏轴承及其他零部件。

  

图3 截割部高速端改进前结构图

1) 提高行星轮运行的平稳性。内齿圈与行星轮啮合长度作了改进设计,由153 mm增加到167 mm，既减少了单齿承载的压强,又提高了行星轮运行平稳性。

1) 在一三轴电动机侧轴孔加套，相应提高对套的材质和硬度要求，以减小轴孔变形对轴承使用寿命的影响。

资产配置(Asset Allocation)是指根据投资需求将投资资金在不同资产类别之间进行分配，通常是将资产在低风险、低收益证券与高风险、高收益证券之间进行分配。

本文“异步协作”指任务执行者在不同的时段对同一任务进行操作，并形成新的任务版本。由于创意工作难以分工，研发过程中的异步协作主要集中在前期的概念创新阶段，通过顺序修改的方式实现。

改进后的措施主要优点为:

通过对截割部高速端结构的优化设计方案,解决了轴承频繁损坏和高速端轴齿轮传动噪声大的问题。

  

图4 截割部高速端改进后结构图

2 行星减速器

行星减速器处于截割部传动系统的低速端[3]，它直接与滚筒连接套联接，外接滚筒，主要作用是传递截割扭矩，承受截割阻力。假设行星减速器出现故障，其截割部传动系统就会瘫痪[4]，则采煤机面临停机停产。为提高行星减速器可靠性，分别从以下四方面进行了改进,改进前后的行星减速器结构对比如图5、图6所示。

2) 将截割电动机转子的直接输出改为通过柔性轴过渡输出，既增加柔性环节，又减小对加工精度和装配精度的要求。

  

图5 改进前行星减速器示意图

针对上述问题，优化设计截割部高速端活动,如图4所示:

商会综合业务部主任郭红军宣读商会关于设立出口基地的函件，希望基地建立后，双方根据合作协议精神，制订切实可行的共建出口基地实施方案，把出口基地建设活动落到实处，全力打造“上海化工”品牌，促进基地出口的跨越式发展，推动地方经济转型升级。

  

图6 改进后行星减速器示意图

2) 提高行星架整体强度和韧性。将原行星架平直结构改进设计为锥形结构，增加其薄弱环节的强度,并由铸造改为锻焊结构，材质由ZG42CrMo改为某优质高强度材料B，以提高行星架整体强度和韧性。两种材质的力学性能指标如表2所示。

 

表2 2G42GrMo与材质B力学性能指标对比

  

项目硬度抗拉强度/MPa屈服强度/MPa伸长率/%收缩率/%冲击值/(J·cm-2)ZG42CrMoHB240～280≥740≥540≥11≥40≥12材料BHB260～320≥1080≥835≥11≥50≥74

由表2看出，行星架采用高强度材料后，与传统ZG42CrMo材质铸造行星架相比，强度极限由740 MPa提高到1 080 MPa，行星架的抗冲击载荷能力有了很大地改善。

2018年1月，《普通高中生物学课程标准(2017年版)》(简称《新课标》)的颁布，昭示着凝练核心素养的新一轮课程改革的全面实施。深刻领会新课标的价值内涵，精准把握新课程标准的教育教学目标要求，是构建核心素养教育的高效课堂、有效达成教育教学目标的基本保证。在此，笔者就新课标背景下的高中生物学教学认知进行探讨交流。

3) 改进现有行星机构的局部结构。为方便调整圆锥滚子轴承轴向间隙，通过在压盖和轴承座贴合面增加调整垫来实现。

4) 利用有限元分析结果对花键轴结构进行改进。 以ANSYS软件对太阳轮花键轴进行有限元分析，找出花键轴所受的最大应力点在齿根靠近花键末端处,然后改进花键轴的结构,即增大花键轴直径和花键齿数，这样既减小了应力集中，又优化了热处理工艺。

3 应用效果

通过对薄煤层和机截割部的改进设计,改进后的采煤机已于2016年9月应用于陕西神木某矿,该机使用以来过煤量达10万t以上。目前此工作面已采完，经调研,改进设计后的采煤机未出现截割部壳体变形，未发现高速轴轴承损坏和齿轮传动噪声大、行星减速器损坏等问题，提高了煤矿生产效率,现场使用效果良好。

4 结论

针对MG200/446-WD型采煤机截割部在使用过程中存在的诸多问题,分析找出材质、结构、工艺、装配等环节的不足之处，通过改进设计的该型采煤机截割部，现场应用验证了改进效果，也为采煤机截割部在复杂工况下的可靠性运行提供了重要理论支持，对今后薄煤层采煤机截割部设计具有一定的参考价值和借鉴经验。

我不肯和张家明发生关系，有两个原因。一是因为我年龄小；二则是我并没有将自己托付给张家明的想法。我只不过是暂时拿他当保护伞而已。

2)把时间序列类Xp1和Xq1包含的所有时间序列合为一个时间序列类，其他时间序列类不变，计算距离矩阵，记为D2，令Dp2,q2=min(D2)；

参考文献：

[1] 李庆亮，贠瑞光，宋振,等. 采煤机截割部行星架断裂原因分析与改进[J].煤炭科学技术，2016，44(5)：172-176.

[2] 李嘉鹏. 薄煤层采煤机截割部行星架有限元分析[J]. 煤矿机械，2012，33(4)：93-95.

[3] 李庆亮.采煤机太阳轮花键轴失效分析及改进措施[J]. 煤矿机械，2015，36(10)：229-231.

[4] 赵丽娟，孟阳，田震,等. 薄煤层采煤机行星机构强度分析[J]. 机械传动，2014，38(12)：128-132.

[5] 翟雨生.采煤机摇臂壳体断裂原因分析及改进措施[J].煤矿机械，2014，35(10)：192-193.

[6] 章力强.薄煤层采煤机摇臂行星机构的支撑结构研究[J].煤炭工程，2015，47(10)：132-134.

作者简介：盛永林(1982—)，男，工程师。2007年毕业于安徽理工大学机械设计及理论专业(硕士学位)。现从事采煤机营销管理工作，发表论文3篇。