煤矿综采成套设备的再制造技术与实践

再制造工程作为新世纪我国发展的新方向，具有节约资源、节约能源、保护环境的特点。建设循环经济符合国家的战略需要，为循环经济建设提供了关键的技术支持。大力开展再制造工程是实现循环经济、节能减排和可持续发展的主要途径之一。

山东能源机械集团有限公司（以下简称“山能机械”）是国家发改委批准的唯一一家矿山设备再制造基地，是国家最低批准的机电产品再制造试点企业。工业和信息技术局。自 2006 年以来，山能机械一直开展煤矿机械的再制造技术研究与实践，先后对采煤机及掘进机截齿、液压支架立柱、刮板机中部槽及齿轮传动箱中的失效零件进行再制造。通过再制造技术，对废煤矿机械设备的形状和尺寸进行了专业化的修复，并通过匹配磨损表面进行了激光表面强化，从而使设备的综合性能和质量得到了恢复或提高。

2012 年 9 月，山能机械承担新矿集团新巨龙公司 2301S 千万吨级综采工作面成套设备再制造任务，实现了整机再制造的技术突破。以再制造的设计方法为理论指导，通过对绿色清洗、无损检测、寿命评估和修复工艺等共性关键技术进行创新性应用，极大地提高了设备的使用性能和寿命，成功实现了成套设备再制造。

一、再制造关键技术内容及创新点

再制造技术是以表面工程技术为基础，以节能、节材、环保为目标的现代制造技术，对报废零部件进行检测和维修，使其性能达到并超过原来的水平。性能以获得重用。到目前为止，山区能源机械在先进的再制造技术方面，已经形成了寿命预测、绿色清洗和多种再制造技术手段，成为再制造生命周期制造系统之一。

1、面向煤矿综采成套设备再制造的设计方法

废煤矿山综合矿山设备再制造系统的总体设计包括再制造系统的组成、系统的建立及其运行规则的设计、再制造生产工艺的设计和最大化设计。设备再制造的综合效益。

影响再制造设计的因素很多。首先考虑了产品毛坯材料的选择、零件的可拆卸性和可再制造性。质量控制是再制造过程中的核心问题，而程再制造工的关键技术是：再制造技术和表面技术。

2、煤矿综采成套设备无损拆解和绿色清洗技术

针对煤矿井下采煤设备的不同工况、使用和不同材料特点，研究开发了无损、绿色清洗预处理技术和工艺，以实现对待加工零件进行高效、清洁、低成本的预处理。主要技术方法包括：通过三维结构建模对再制造产品进行无损拆卸，对产品结构进行力学分析和干涉分析；通过非化学清洗方法去除零件表面污染物和压力表面污染物。软磨料喷砂清洗、超声波清洗和高压水射流清洗技术。清除零件表面的氧化物、积碳、油污等污染物，根据综采设备的不同结构和用途，确定不同的无损拆卸和绿色清洗工艺。

以采煤机、液压支架、刮板输送机等全套综采设备为对象，以采煤机箱体、液压支架结构、立柱千斤顶、刮板输送机中间槽、减速器、电机等关键部件的再制造工艺路线为主体，为液压支架柱的进一步检测、再制造和维修提供了良好的基础。刮板输送机的中间槽、减速器和电机的典型部件。

3、煤矿综采成套设备的典型零部件检测与剩余寿命评估技术

针对再制造设备中典型轴、齿轮、转子和薄壁零件的磨损、变形、裂纹、焊接裂纹和应力变化等缺陷，研究了检测方法和变化规律。利用国外先进的有限元分析软件ANSYS和MSC-fitigue进行了应力变化和寿命评估。建立典型零件的试验标准和评定准则，确定产品的应力位置和剩余寿命，开展典型零件剩余寿命评定模型的技术研究和设备开发，为再制造提供高可靠性价值依据。g产品方案。

4、关键设备的故障诊断

随着新的维修策略&主动预防性维修的普及和我国煤矿机械向机电一体化技术发展的趋势，有必要有先进可靠的故障诊断技术。利用先进的故障诊断仪，在采煤机和减速器的关键部位，增加了运行的故障分析、记录和传输，实时传输了矿井和山能机械的重要运行数据参数，提高了运行的可靠性。分析了操作参数，使煤矿的生产和安全运行更加可靠。

5、关键零部件的先进再制造技术

根据采煤机不同关键部件，经无损检测和剩余寿命评估分析后，通过一系列再制造工艺和材料、结构和性能研究，获得了综采设备典型轴和箱部件各种故障形式下的最佳工艺方法和参数，并在激光熔覆再制造的帮助下确定关键部件的再制造工艺（图1）。等离子涂层再制造、纳米复合电刷镀、高速电弧喷涂等先进再制造技术及设备，完成关键部件的高性能再制造，以满足设备批再制造。

6、逆向工程技术

以刮板输送机中间槽为例，利用三维激光扫描仪对废旧零部件进行了测量和测绘。利用逆向工程软件对测量模型的数据进行了分析，提取了构造等高线所需的点云。最后，用三维模型表示物体的形状和尺寸。三维的造型设计可以直观地反映产品的内部结构，从而进行直观的设计、干涉检查、虚拟装配原型、产品演示、方便的计算、二维变换以及有限元分析，加快设计速度。Gn速度快，减少设计误差，提高设计质量。它打破了传统的手工测绘模式，加快了设计速度，提高了再设计和再制造的质量。

7、PDM 产品数据管理

为保证全寿命周期再制造各环节的再制造质量，及时掌握再制造进度，实现山东机械股份有限公司同步再制造。PDM产品数据管理软件在产品测绘、异地绘制共享、再制造过程的同步设计、ERP连接、再制造材料的快速转移、设备再制造的全生命周期管理方面起着关键作用。有效地指导了成套设备的再制造过程，实现了高效、高可靠性、高价值的设备再制造。

二、再制造综采成套设备情况

1、设备介绍

新矿集团新巨龙公司 2301S 工作面包括ZF15000/23/43 型综放支架及配套过渡、超前、锚固端头等支架，KSW-1500EU型采煤机、SGZ1000/2400型前部刮板机，SGZ1200/2400 型后部刮板机，SZZ1200/700 型转载机、PLM4500 型破碎机以及 DY1400 型自移皮带机尾等成套设备。在工作面该设备使用 586 d，产煤量为 490 万 t。

2、设备磨损情况

前后刮刀的主要失效形式是磨损失效。磨损部分分布在刮刀链条上，特别是链条下面。链条和刮刀的相应部位与刮刀端部接触面积较小，比压较大，磨损更明显。

液压支架主要表现为连接孔的磨损、结构件的变形和液压系统的局部失效。

采煤机的主要磨损变形为：连接轴和套筒的变形、行星齿轮啮合齿轮的齿部、旋转轴和紧固套筒的磨损、滑靴与齿轨接触的三个表面磨损、主动轮AX的轴承零件磨损。车轮的磨损。

三、综采成套设备再制造技术实践

在2301 S综采工作面成套设备的再制造过程中，根据设备各部分的不同失效形式，制定了各自的再制造方案。

1、刮板输送机

头部、尾座、过渡槽、中槽等结构件可根据磨损程度恢复再制造性能，局部磨损严重时可更换板材。根据现场中板的磨损情况，确定应更换或部分更换新板，更换底板的新部位，加强激光涂层的耐磨层，加强压缩链块底部的耐磨层。

2、液压支架

更换所有结构附件、高压软管和附件、阀芯和密封件。经表面喷砂处理去除了接头孔的表面锈层，焊接修补后再钻孔，达到拉深尺寸要求。结构件的最大平面变形大于5，小于20 mm。变形大于50毫米。报废件数量占本批支架数量的60%以上。它们都是复制品。焊开焊、碳弧气刨、再焊后打磨。

3、采煤机

①箱体类：轴孔进行缩孔处理，再进行精加工，保证形位公差；

②防爆面：在原有基础上加深 0.5 mm 精铣；

③滑靴：进行激光熔覆后加工至图纸尺寸；

④轴：进行激光熔覆后加工。

新巨龙公司 2301S 工作面再制造设备通过出厂检验和试验，各项指标符合再制造要求，已在新巨龙公司2301N 工作面正常运行9 个月。该套设备完成后，山能机械又对水煤公司的成套设备ZF9200/22/32 型液压支架、MG450/1050WD 型采煤机、SGZ800/630 型前部刮板机、SGZ800/630 型后部刮板机、SZZ960/315 型转载机以及PLM2200 型破碎机进行了成功再制造。

四、结语

山能机械进行废旧采矿设备再制造，优化产品结构，节约资源占用，降低采购成本，提高关键零部件和成套设备的机械性能和使用寿命，减少设备更换和维修时间，减少设备的维修费用，提高设备的使用寿命。提高了矿山生产效率。