1、刮板輸送機簡介
刮板輸送機主要用來與采煤機、液壓支架、順槽轉載機、破碎機和帶式輸送機配套實現綜采（放）工作面的裝煤、運煤等工序二刮板輸送機一般適用于0.8 "4.5 m的煤層，并可作為采煤機和刨煤機運行的軌道和安裝基礎，以及液壓支架向前移架的支點。
刮板輸送機是一種利用撓性牽引機構運行的連續運輸機械。其輸送過程是這樣的：起動電動機，經液力偶合器或彈性聯軸器、減速器將動力傳遞給鏈輪軸組，再由其帶動封閉的刮板鏈進行連續循環運轉，將裝在溜槽中的煤炭推運到機頭處卸載轉運。上部溜槽是輸送機的重載工作槽，下部溜槽為刮板鏈的回空槽。刮板輸送機是實現采煤工作面的運、裝、卸煤機械化的煤炭運輸設備。
2、刮板輸送機節能降耗分析
刮板輸送機的節能降耗涉及到兩個方面，一方面是使用方，即煤礦能源的節省，另一方面則是生產方，即設備本身的原材料等的節省。由于設備使用單位為能源產出單位，其能耗的降低又包括兩方面的內容，原煤回收率的提高和生產能耗的降低；而對于設備本身而言，原材料的節省，設備使用壽命的提高，產品結構的優化無疑都是節能的有效方法。
(1)合理設計鏟板槽幫結構，提高原煤回收率，減少能源損失
煤炭資源作為我國的主要消耗能源，在能源消費結構和生產結構中占據主導地位，如何提高原煤開采率，降低原煤資源浪費，是每個煤礦企業十分關注的重大問題。我公司設計研發的刮板輸送機從用戶的根本利益出發，并結合現有煤炭開采現狀，對綜放工作面刮板輸送機中部段進行可行性分析，合理減小中部槽幫高度，提高了放頂煤回收率，與傳統綜放工作面中部槽對比，假設工作面走向1500 m，傾向為200 m，高度減少10 mm，理論上可增加原煤回收量0.3萬UI作面。
(2)選用變頻等技術，促進煤礦節能降耗
刮板輸送機在工作過程中中部槽與刮板及煤之間很大的滑動摩擦阻力，消耗很大的功率，其負荷也極不均勻，常有沖擊載荷。特別是在設備啟動時，啟動負荷較大，啟動電流也很大，對設備的使用壽命影響較大，因此，對刮板輸送機的啟動裝置、啟動性能有較高的要求。隨著，各種類型的可控傳動裝置相繼在煤礦綜采工作面重型刮板輸送機上應用，以及刮板輸送機的軟啟動可以實現電動機功率平衡和過載保護，可避免對傳動系統產生沖擊、避免電動機燒毀及防止斷鏈等。目前國外廣泛應用于大功率刮板輸送機上的電動機軟啟動裝置，普遍采用以下幾種方式：
1)調速型液力偶合器驅動裝置；
2)配備液粘離合器的CST可控啟動系統；
3)交流電機變頻調速驅動技術。
交流變頻器技術及裝置在頻率范圍、動態響應、低頻轉矩、轉差補償、功率因數、工作效益等方面是以往的交流調速方式無法比擬的，并已在眾多行業中得到廣泛地應用。由普通雙速電機帶動的刮板輸送機在啟動時起動電流非常大，這是由于大電流對繞組的過大電磁力引起的。采用變頻調速技術后，不僅能夠消除上述缺陷，而且能夠節省大量的電能。
調速型液力偶合器驅動裝置是安裝在電動機和減速器之間的一個緩沖啟動裝置，由一個泵輪和渦輪組成，由水或難燃液作為動力傳遞介質。在電動機旋轉時帶動泵輪，然后帶動液體介質，再帶動渦輪使渦輪帶動減速器運轉。過載時介質溫度升高，安裝在腔體上的易熔塞熔化，液體向腔外排出，減速器停止運轉，起到保護作用。啟動時，由于是液體介質傳遞扭矩，啟動平緩。
CST可以用來對起動階段的加速度進行控制，使刮板鏈的動態張力減至最小。在空載或滿載起動時，通過控制加速度斜率可以使峰值暫態張力減到最小。在大型刮板運輸機的應用中，加速度斜率中如果加入一緩沖段，還能進一步改善起動瞬態峰值張力。在緩沖段內，可以使原來松弛的刮板鏈拉緊，在加速度增大、力矩加大之前，所有刮板輸送機在低力矩及低速度下進入運行條件，提高了刮板鏈的安全可靠性；并可以根據動態分析提供可控的停車斜率，避免張力波在非正常停車以及緊急制動停車時出現異常情況，停車斜率的時間可以通過在驅動系統的輸入端加飛輪而延長。這極大地提高了刮板輸送機的起動特性，延長了機械和電氣的使用壽命。
(3)采用T02（企業命名）材料降低空載功耗，節省生產能耗
刮板輸送機的空載功耗一直是因擾刮板輸送設備行業的一個難題。由于無用功耗不能有效控制，隨著工作面的加長，導致電動機的功率越來越大，而有效的運煤功率并沒有多大的提高。公司在煤礦機械中首次采用T02材料替代鍛鋼，可降低空載功耗24%。采用專利技術的支撐刮板結構提高了圓環鏈45%的使用壽命。因使用特殊材料降低空載功耗，節省生產能耗、年節約電能約4 000萬kWh，大大提高使用方的經濟效益。
(4)應用高強度耐磨材料，提高產品使用壽命
材料的失效最常見的有腐蝕、磨損和疲勞。腐蝕、磨損和疲勞是機械損壞的主要形式，大多數的破壞都是先從表面開始產生裂紋等缺陷，進而逐步發展導致整體失效。材料自身不足而引起產品性能下降，其中，磨損是材料及能源損失的重要原因。世界摩擦學會統計表明，摩擦損失了世界性一次能源的1/3～1/2；據有關資料介紹，磨損給工業國家帶來的損失可達國民生產總值的2%~8%。因而，借助材料表面改性技術提高材料的耐磨性能，創造出具有各種表面功能的新型材料，無疑對延長設備使用壽命具有重大的現實意義。
研究降低材料消耗和提高零件使用壽命是從事設備制造、加工和現場工作人員的長期而艱巨的任務。從學科領域看，它涉及到機械可靠性設計、制造、失效分析、摩擦學、材料科學、系統工程和表面工程等許多分支。而且，很多實際問題常常需要根據設備的使用工況、零件的結構和應用等同題。
新型材料在煤炭設備中的應用，不僅可提高單機的運轉周期，還可延長整個采煤系統的運行周期，減少故障停機時間，降低備件費用和檢修費用，設備的作業率得到較大的提高。在提倡資源節約、節能降耗的今天，加強對摩擦、磨損的理論研究，開發和應用新型耐磨材料，減輕磨損給工業生產帶來的損失，具有顯著的經濟和社會意義。
(5)提升產品研發質量，降低原材料浪費
隨著制造業以信息為特征的系統集成化技術時代的邁進，加速制造業的信息化、集成化建設，更好地吸收現代管理技術成果，有效地整合各個技術單元和企業的“信息化孤島”，已成為制造業信息化、集成化的技術熱點和迫切需求。
在現代化的設計和生產環境下，從產品的設計源頭開始我們就以“零缺陷”產品設計為最終目標。在設計和生產過程中，用計算機系統控制整個產品的開發設計過程，通過逐步建立虛擬的產品模型，最終形成完整的產品描述、生產工程描述、以及生產控制數據。
在設計階段，應用計算機軟件技術、仿真技術、虛擬實現技術、信息技術和應用三維設計軟件
通過上述新技術，新方法的應用，大大提高了設計質量，降低了設計失誤，有效地控制了設計誤差，為企業質量提升提供了前期準備，為生產制造過程提供了可靠的信息，為企業提高生產制造效率，降低生產成本，提高效益。
(6)優化產品結構，提高零部件利用率PRO/E進行三維虛擬建模并進行干涉性檢驗，運用有限元優化分析、Matlab數據工程師等方法，對煤礦機電設備進行運行前的虛擬實現及安全校核，以提高煤礦機電設備的設計安全性及可行性，圖2為總體設計階段刮板輸送機運行阻力分析，圖3為產品設計階段應用三維軟件虛擬建模及干涉檢驗，圖4為運用有限元優化分析方法對相關重件的分析。
優化產品結構是指產品經過檢驗、不斷改進、更新的過程。企業的技術、工藝、素質、經濟技術指標和一切活動都最終通過產品表現出來，以優化產品結構為突破口，見效快，能夠直接適應乃至影響市場的供需結構，又可以作為優化資金結構和組織結構的先導和基礎。在市場經濟條件下，企業在市場上占有量的變化與其產品質量的變化有正相關關系，企業的發展速度又與其市場占有量的變化具有正相關關系。
在產品的設計和生產過程中，根據用戶需要和實際使用情況，整合現有市場產品種類，提高設備及其零部件使用通用性，提高設備和零部件利用率，降低了勞動強度，生產效率得到提高。同時零部件的通用化，大大解決了設備的更換問題，減少了現場設備維護時間，增加產煤效率，得到用戶的廣泛好評。
3、結語
節能降耗是當前能源形勢下企業解決外在的壓力和內在的需求的共同要求，是緩解企業能源約束矛盾的根本措施，是提高企業能源利用效率的出路和經濟增長質量與效益的重要途徑，也是增強企業競爭力和實現企業可持續發展的必然要求。因而對該課題的研究和實施，具有顯著的經濟意義。
