隨著我國煤礦生產(chǎn)規(guī)模的擴大和礦井開采深度的延伸，適合開采的厚煤層及適合長壁開采的中厚煤層、薄煤層日益減少，急需中厚煤層、薄煤層的短壁開采技術的研究和開采設備的研制。
    履帶式轉載破碎機是煤礦井下短壁機械化采煤作業(yè)中連續(xù)采煤機后配套運輸?shù)年P鍵設備之一，具有行走、破碎、運輸?shù)墓δ�，與連續(xù)采煤機、錨桿鉆車、梭車（或運煤車）和帶式輸送機配套使用，可實現(xiàn)落煤、裝煤、支護、破碎及運煤的機械化作業(yè)。煤科總院太原研究院研制開發(fā)的PZLA60/150型履帶式轉載破碎機適應的煤層高度為2.5m以上，不能滿足中厚煤層、薄煤層的開采要求，國外機型也因結構、技術參數(shù)、價格等原因，不能滿足國內(nèi)用戶的要求。因此研制了適合中厚煤層、薄煤層開采的PZIA60/150型履帶式轉載破碎機。
    一、設計研究
    PZIA60/150A型履帶式轉載破碎機是在PZIA60/150型履帶式轉載破碎機的基礎上進行研制的，在保持
原機所有功能的同時，將設備高度從2 025mm降至l 100mm，為此進行了如下的設計研究。
  （一）與運煤車（或梭車）和帶式輸送機的配套研究
    為滿足設備總高度要求，本機與原機相比減小了地隙及與膠帶輸送機搭接高度，地隙從340mm減小到100mm，與膠帶輸送機搭接高度從970mm減小到470mm，使設備移動和與膠帶輸送機配套搭接受到了影響，對膠帶輸送機機尾高度提出了要求，配套膠帶輸送機機尾高度不得超過460mm。
  （二）輸送部的研究
  為降低整機高度，破碎軸高度需向下降，這就迫使輸送機鏈道發(fā)生變化，由整體爬坡5.540改為2段，即料斗和破碎軸之間為水平鏈道，過了破碎軸之后，鏈道開始向上傾斜100，以滿足卸載高度要求。如圖2、3所示。
  （三）履帶行走部與機架連接強度的研究
    PZLA60/150型履帶式轉載破碎機的行走連接板從輸送機下方橫跨過機架，也就相當于兜住了機架，并與機架焊為一體。該機降低高度后，輸送機下方已經(jīng)沒有空間，行走連接板只能從輸送機上方橫跨過機架。為了增加連接強度，在輸送機上方兩側板間橫搭了一塊20mm厚的板，使機架在此處形成框架，行走連接板與整個框架焊為一體，保證了焊接強度。
    （四）油箱的設計研究
    為滿足整機高度的要求，原油箱的高度必須降低，由于液壓系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱量，在開始時一部分由液壓油及裝置本體所吸收，較少一部分向周圍輻射，為保證機器在連續(xù)工作狀態(tài)下平衡溫度小于70℃，發(fā)熱量和散熱量必須相對平衡，所以在降低油箱高度的同時，必須增加油箱寬度，保證散熱量。通過分析本機液壓系統(tǒng)得出：
    1．發(fā)熱量
    主要包括3部分：
    1)液壓泵功率損失所產(chǎn)生的熱量；
    式中P-液壓泵的輸入功率，W;
    n——液壓泵的效率。
    2)液壓閥功率損失H2= Pq所產(chǎn)生的熱量；，
    式中p-閥的壓力降，Pa9
    q-流經(jīng)閥的流量，m3/s。
    3)管路及其他功率損失颶=( 0.03 - 0.05)P所產(chǎn)生的熱量。
    2．散熱量
    主要包括2部分：
    1)油箱本體散熱量，若只考慮油液溫度上升所吸收的的熱量和油箱本身所散發(fā)的熱量時，系統(tǒng)的溫度T隨運轉時間t的變化關系如下：
2)本機所增加的冷卻器進一步增大了系統(tǒng)的散熱量，其散熱方程：
    通過詳細計算，確定油箱高度降到710mm時，寬度增加到1 000mm。
    （五）其他改進部分
    根據(jù)原破碎機的使用情況，在該機的設計中針對出現(xiàn)的問題作了一些修改，如：增加輸送鏈道底板的厚度，由12mm改為20mm;加強破碎傳動部固定架的強度，解決輪胎聯(lián)軸器故障率高的問題。
  一、試制
  （一）機架的焊接
  該機機架長9 667mm，寬3 137mm，高990mm，由卸料架和收料架2部分對焊而成，除了保證鏈道對接平整之外，因為所用鋼板厚度都不超過2smm，所以焊接變形也是最大問題。為了減小焊接變形，降低焊接殘余應力，采取了下面的措施：
    1)合理布置焊縫，避免過分密集或交叉，避開高應力區(qū)，而且盡可能對稱；
    2)選擇合適的焊縫尺寸，在保證焊接強度的情況下，盡量減少焊縫數(shù)量及焊縫尺寸，因為角焊縫焊腳尺寸的增加將使角焊縫的面積和焊接量成平方關系增加；
    3)選擇合理的焊接順序，盡可能對稱焊接；
    4)焊接時做一些輔助的拉筋；
    5)焊后熱處理，消除焊接應力。
    （二）破碎軸組件的焊接
    破碎軸組件由破碎軸、破碎盤和齒座組成。5個破碎盤焊在破碎軸上，30個齒座再焊在破碎盤上，破碎軸材料選用30CrMo，破碎盤材料選用27SiMn，齒座材料原選用42CrMo．后改為30CrMo，因為42CrMo淬火再回火后硬度達到HRC50—55，容易裂，與破碎盤焊接后再退火，又把硬度降低了，所以改成30CrMo，淬火硬度HRC42—48。
    由于破碎組件要承受破碎過程中的阻力和沖擊載荷，所以要求破碎組件要有較高的焊接強度。30CrMo和27SiMn焊接，工藝上要求必須先預熱，否則會產(chǎn)生裂紋，焊后再退火，最終達到設計和使用要求。
三、技術特征
（一）適用范圍
  該機適用于煤層高度1.3—1.5m、巷道寬度5m、通過高度1.1m、工作高度1.2m的薄煤層短壁開采。
（二）主要技術參數(shù)
  輸送能力，t．h。1    460
  破碎能力，t·h-1    460
  破碎硬度/MPa    <50
  行走速度/m．min-115.32
額定電壓v    1140/660
總裝機功率/kW    150
最大外形尺寸(長×寬×高)/mmxmmxmm    10 000x3 766xl 100
質量/kg    28 000
（三）與原PZLA60/150型履帶式轉載破碎機的區(qū)別
    （四）結構特點
    1)整機高度低，結構緊湊；
    2)通過改變履帶與機架的聯(lián)接位置、破碎軸與機架的聯(lián)接位置，可以實現(xiàn)機身高度、行走地隙和破碎塊度同時可調，增強了設備對煤層和巷道的適應性；
    3)輸送系統(tǒng)采用液壓馬達驅動，可實現(xiàn)空載啟動、軟啟動及過載保護，簡化了電氣系統(tǒng)，提高了防爆安全性；
    4)破碎軸組件是由軸和凸盤焊接而成，5個破碎盤，每個盤上裝有6把截齒，共30把截齒螺旋均布在一個圓周上，保證每一時刻僅有1把截齒破煤，使軸受力均勻且沖擊載荷小；
    5)破碎系統(tǒng)過載保護采用剪切銷和速度傳感器雙重保護，安全可靠；
    6)輸送鏈、破碎傳動鏈及履帶的張緊操作方便，靈活可靠；
    7)輸送傳動部和行走傳動部采用二級行星齒輪減速器，體積小，傳動比大，傳動效率高；
    8)運用電氣閉鎖技術，實現(xiàn)設備自身及配套帶式輸送機的順序啟動。
四、結語
    該設備的研制成功促成我國中厚煤層、薄煤層短壁機械化采煤和巷道掘進工藝方法的進步，加快中厚煤層、薄煤層短壁機械化采煤在我國的發(fā)展步伐。


相關礦山機械設備：
1、圓錐破碎機
2、雷蒙磨粉機