目前，我國刮板輸送機(jī)在總體設(shè)計(jì)、制造水平方面同國外同類機(jī)型相比差距不大，但在以下方面與國外相比仍有不少差距：

①輸送能力方面，國外刮板輸送機(jī)輸送能力已達(dá)4500t/h以上，而我國才達(dá)到2500t/h或3000t/h;

②關(guān)鍵零部件壽命差距，國外重型刮板輸送機(jī)中部槽過煤量最高可達(dá)1200Mt，而國內(nèi)中部槽過煤量最高只有500Mt;

③技術(shù)性能方面，國外積極應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，研制開發(fā)了監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備和故障診斷系統(tǒng)以及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行工況，保證設(shè)備的安全運(yùn)行，使得設(shè)備故障率大大降低，傳動(dòng)功率和生產(chǎn)能力得到提升，而我國這方面的研究僅處于起步階段。針對(duì)以上差距，欲使我國刮板輸送機(jī)技術(shù)取得長足進(jìn)步，關(guān)鍵要集中研究力量攻克以下技術(shù)難點(diǎn)。

加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究

由于刮板輸送機(jī)在采煤工作面工作，具有一定的特殊性。

第一，工作環(huán)境惡劣。刮板輸送機(jī)作為采煤工作面上唯一能夠進(jìn)行有效連續(xù)運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備，在使用過程當(dāng)中，會(huì)承受拉力、壓力、彎曲、沖擊、摩擦和腐蝕等多種作用，工作環(huán)境相對(duì)惡劣。

第二，傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜。刮板輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)主要有電動(dòng)機(jī)、耦合器、減速器、鏈輪軸組、刮板鏈等部件組成，這些部件有機(jī)地結(jié)合在一起，共同組成了刮板輸送機(jī)的傳動(dòng)鏈。第三，傳動(dòng)系統(tǒng)的串聯(lián)結(jié)構(gòu)。刮板輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)是一種可修復(fù)的串聯(lián)系統(tǒng)，由于各個(gè)設(shè)備串聯(lián)在一起，任何部件發(fā)生故障，都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)失效。因此，需不斷地對(duì)其進(jìn)行深入研究、準(zhǔn)確而全面的理論分析才能夠?yàn)榇蠊β省⒋筮\(yùn)量、長運(yùn)距、高可靠性和長壽命的刮板輸送機(jī)的研制提供可靠的理論支撐。

精確的靜力學(xué)計(jì)算

任何類型的刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)過程中，首要核心任務(wù)是進(jìn)行精確的理論設(shè)計(jì)計(jì)算，例如刮板輸送機(jī)運(yùn)行阻力的研究，在安裝刮板輸送機(jī)和刮板輸送機(jī)的使用過程中難免會(huì)受到水平方向、垂直方向乃至同時(shí)兩個(gè)方向共同作用的載荷，在這些載荷的長時(shí)間作用下刮板輸送機(jī)會(huì)相應(yīng)的產(chǎn)生水平方向和垂直方向的彎曲，這些彎曲將導(dǎo)致刮板鏈工作載荷的增大，影響刮板輸送機(jī)的工作阻力，進(jìn)而影響刮板輸送機(jī)的工作性能和壽命。因此進(jìn)行精確的理論設(shè)計(jì)計(jì)算是設(shè)計(jì)出高性能和高可靠度刮板輸送機(jī)的關(guān)鍵。

準(zhǔn)確的動(dòng)力學(xué)分析

刮板輸送機(jī)既實(shí)現(xiàn)工作面煤炭的運(yùn)輸，又為移架提供支撐、為采煤機(jī)提供運(yùn)行軌道，其結(jié)構(gòu)特征和惡劣的運(yùn)行環(huán)境決定了它具有時(shí)變、耦合、非線性和重載等動(dòng)力學(xué)特征。刮板輸送機(jī)在非正常運(yùn)行狀態(tài)下，如啟、制動(dòng)過程以及在異常載荷的卡鏈工況下動(dòng)力學(xué)問題也愈顯突出，例如啟動(dòng)過程不同的啟動(dòng)方式下刮板鏈的最大張力與頭尾電機(jī)的輸出功率平衡性問題等。另外在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，鏈輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，鏈速呈現(xiàn)周期性變化導(dǎo)致刮板機(jī)產(chǎn)生動(dòng)載荷，該動(dòng)載荷則是引發(fā)振動(dòng)的起因，如何避免共振進(jìn)行無共振設(shè)計(jì)應(yīng)該成為領(lǐng)域內(nèi)專家學(xué)者研究的重點(diǎn)。因此，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確地分析和評(píng)估在不同工況下傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性是設(shè)計(jì)大功率刮板輸送機(jī)的必要條件。

使用和研制新型材料

我國自行生產(chǎn)的刮板輸送機(jī)，其主要零部件的壽命大都低于國外同型產(chǎn)品，其中圓環(huán)鏈和中部槽的壽命差距尤為突出。且中部槽是刮板輸送機(jī)的主要部件，按重量或長度其約占整個(gè)刮板輸送機(jī)總重量或總長度的70%~80%左右。因此，刮板輸送機(jī)中部槽的數(shù)量決定著輸送機(jī)的長度，其質(zhì)量則決定著輸送機(jī)的壽命和運(yùn)輸量，中部槽的良好質(zhì)量是刮板輸送機(jī)效率和壽命的重要保證。國外中部槽壽命已實(shí)現(xiàn)保證值為800萬t的過煤量，最高可達(dá)1200萬t的過煤量；而我國生產(chǎn)的中部槽壽命最高只達(dá)400~500萬t左右的過煤量。分析其原因，造成該壽命差距的主要原因是國內(nèi)沒有研制、開發(fā)出生產(chǎn)這些關(guān)鍵零部件的材料，以致國內(nèi)重型刮板輸送機(jī)中部槽所用中板、鏈條等關(guān)鍵材料都要依靠進(jìn)口，造成國內(nèi)生產(chǎn)的重型刮板輸送機(jī)總是滯后于國外的產(chǎn)品。例如，我國刮板輸送機(jī)中部槽端頭所用材料一般為ZGMn13型高錳鋼，該高錳鋼為耐磨鋼的典型鋼種，作為耐磨鋼該種鋼有其自身的優(yōu)點(diǎn)，但是在制造過程中亦暴露出諸多問題，如焊接性能差，焊后易出現(xiàn)冷裂等。在采用新型耐磨鋼ZG30SiMn來代替ZGMn13后，其焊接性能得到較大改善。ZG30SiMn耐磨鋼的機(jī)械性能與ZGMn13非常接近，但其可焊性能好，在制造過程中容易控制焊縫質(zhì)量，并可通過熱處理提高其硬度，來保證耐磨性，從而使改進(jìn)后的中部槽使用壽命大大提高。

因此，研制和引進(jìn)新型材料是提高刮板輸送機(jī)零部件強(qiáng)度、耐磨性等各方面性能的根本，是提高其壽命的關(guān)鍵。3.3改進(jìn)關(guān)鍵部件加工工藝鏈輪組是刮板輸送機(jī)的重要傳動(dòng)部件，其由鏈輪、連接滾筒、軸承、浮動(dòng)油封等組成，它在刮板輸送機(jī)中不僅承受靜載荷，同時(shí)也要承受脈動(dòng)和沖擊載荷，因此也是最易損壞的部件之一。所以，對(duì)鏈輪的加工工藝要求是：高強(qiáng)度、耐磨性好，同時(shí)還要具備良好的軔性以便能承載脈動(dòng)和沖擊載荷，保證其與刮板鏈的良好嚙合。

重型刮板輸送機(jī)的使用壽命與鏈窩的加工質(zhì)量關(guān)系密切，因此，在鏈輪軸的數(shù)控加工過程中，最為關(guān)鍵的技術(shù)是鏈窩的數(shù)控加工，而要做好鏈窩的數(shù)控加工，首先要掌握鏈輪的傳動(dòng)原理。鏈輪的主要?jiǎng)恿碓从阪溳嗇S，運(yùn)用漸開線可以將鏈輪軸與鏈輪進(jìn)行相互有效的連接，因此對(duì)鏈輪齒形以及鏈輪窩進(jìn)行加工時(shí)，需要結(jié)合鏈輪的基本技術(shù)要求，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行有效加工，才可以保障動(dòng)力依靠鏈輪可靠平穩(wěn)的傳遞。此外，刮板輸送機(jī)還有一些其他關(guān)鍵零部件的加工工藝有待改進(jìn)和提高。

設(shè)計(jì)研發(fā)綜采面刮板輸送機(jī)狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)

目前綜采工作面刮板輸送機(jī)缺乏狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)，無法實(shí)現(xiàn)及時(shí)捕捉故障信號(hào)并及時(shí)排除故障以盡量減少不必要的損失和事故，因此，設(shè)計(jì)研發(fā)綜采面刮板輸送機(jī)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)是最終建立高產(chǎn)高效無人值守自動(dòng)化工作面的目標(biāo)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。無人值守自動(dòng)化工作面采煤簡稱無人采煤，即工人不出現(xiàn)在回采工作面內(nèi)，而是在回采工作面以外的地點(diǎn)操作和控制機(jī)械設(shè)備，完成工作面內(nèi)的采煤、運(yùn)煤、支護(hù)回采工作空間和處理采空區(qū)等各項(xiàng)工序。無人自動(dòng)化工作面的最大特點(diǎn)是井下工作人員遠(yuǎn)離工作面中危險(xiǎn)和惡劣的工作環(huán)境，而且勞動(dòng)人員少，工作效率高，特別適合于一些無法開采或極難開采的工作面，有利于資源的充分利用和開60發(fā)。目前，無人自動(dòng)化工作面主要運(yùn)用于薄煤層開采，并且在西方發(fā)達(dá)國家應(yīng)用相當(dāng)普遍和成功。我國在無人自動(dòng)化開采技術(shù)中，主要依靠進(jìn)口，自主研發(fā)仍處于起步階段，僅在少數(shù)工作面實(shí)現(xiàn)了綜合自動(dòng)化采煤，并未實(shí)現(xiàn)無人采煤。因此，發(fā)展無人自動(dòng)化工作面將是我國現(xiàn)代化煤礦的發(fā)展方向。

我國對(duì)輸送設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)的研宄尚處于起步摸索階段，但已有相關(guān)產(chǎn)品陸續(xù)發(fā)布，如中煤張家口煤礦機(jī)械有限責(zé)任公司是國內(nèi)重要的刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)單位，近年來緊密與各大高校合作研發(fā)刮板輸送機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)系列產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了對(duì)刮板輸送機(jī)油溫、油位及冷卻水流量和壓力等的監(jiān)測并應(yīng)用于實(shí)賤。但是目前對(duì)常見故障例如：跳鏈、堵轉(zhuǎn)、掉鏈、鍛煉、斷刮板等，尚未見功能成熟的刮板輸送機(jī)故障診斷系統(tǒng)的應(yīng)用案例。因此，設(shè)計(jì)研發(fā)功能更加完善的刮板輸送機(jī)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)以及開發(fā)可靠的故障診斷系統(tǒng)是國內(nèi)各大刮板輸送機(jī)生產(chǎn)商和研宄院未來研宄的主攻方向。以實(shí)現(xiàn)輸送設(shè)備遠(yuǎn)程無人自動(dòng)化運(yùn)行的目標(biāo)，這對(duì)建立無人自動(dòng)化工作面具有重要意義。

未來刮板輸送機(jī)發(fā)展的趨勢隨著我國煤炭開采不斷地向長壁大采高綜采工作面的方向發(fā)展，采煤量的不斷加大，安全、高產(chǎn)、高效已經(jīng)成為各煤炭企業(yè)的追求目標(biāo)，因此，各煤炭企業(yè)對(duì)工作面綜采設(shè)備的性能要求也在迅速提高。需求的增加將激勵(lì)著國內(nèi)的煤機(jī)生產(chǎn)企業(yè)將研制開發(fā)的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了大裝機(jī)功率、大運(yùn)輸量、長運(yùn)輸距離、高強(qiáng)度、高可靠性的重型刮板輸送機(jī)，這亦是刮板輸送機(jī)未來的發(fā)展方向。