隨著我國煤礦生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)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(shù)的研究和開采設(shè)備的研制。
履帶式轉(zhuǎn)載
破碎機(jī)是煤礦井下短壁機(jī)械化采煤作業(yè)中連續(xù)采煤機(jī)后配套運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵設(shè)備之一，具有行走、破碎、運(yùn)輸?shù)墓δ埽c連續(xù)采煤機(jī)、錨桿鉆車、梭車（或運(yùn)煤車）和帶式輸送機(jī)配套使用，可實現(xiàn)落煤、裝煤、支護(hù)、破碎及運(yùn)煤的機(jī)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(zhuǎn)載破碎機(jī)適應(yīng)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(jī)型也因結(jié)構(gòu)、技術(shù)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(zhuǎn)載破碎機(jī)。
一、設(shè)計研究
PZIA60/150A型履帶式轉(zhuǎn)載破碎機(jī)是在PZIA60/150型履帶式轉(zhuǎn)載破碎機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行研制的，在保持
原機(jī)所有功能的同時，將設(shè)備高度從2 025mm降至l 100mm，為此進(jìn)行了如下的設(shè)計研究。
（一）與運(yùn)煤車（或梭車）和帶式輸送機(jī)的配套研究
為滿足設(shè)備總高度要求，本機(jī)與原機(jī)相比減小了地隙及與膠帶輸送機(jī)搭接高度，地隙從340mm減小到100mm，與膠帶輸送機(jī)搭接高度從970mm減小到470mm，使設(shè)備移動和與膠帶輸送機(jī)配套搭接受到了影響，對膠帶輸送機(jī)機(jī)尾高度提出了要求，配套膠帶輸送機(jī)機(jī)尾高度不得超過460mm。
（二）輸送部的研究
為降低整機(jī)高度，破碎軸高度需向下降，這就迫使輸送機(jī)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(jī)架連接強(qiáng)度的研究
PZLA60/150型履帶式轉(zhuǎn)載破碎機(jī)的行走連接板從輸送機(jī)下方橫跨過機(jī)架，也就相當(dāng)于兜住了機(jī)架，并與機(jī)架焊為一體。該機(jī)降低高度后，輸送機(jī)下方已經(jīng)沒有空間，行走連接板只能從輸送機(jī)上方橫跨過機(jī)架。為了增加連接強(qiáng)度，在輸送機(jī)上方兩側(cè)板間橫搭了一塊20mm厚的板，使機(jī)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(qiáng)度。
（四）油箱的設(shè)計研究
為滿足整機(jī)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(jī)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(jī)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(yùn)轉(zhuǎn)時間t的變化關(guān)系如下：
2)本機(jī)所增加的冷卻器進(jìn)一步增大了系統(tǒng)的散熱量，其散熱方程：
通過詳細(xì)計算，確定油箱高度降到710mm時，寬度增加到1 000mm。
（五）其他改進(jìn)部分
根據(jù)原破碎機(jī)的使用情況，在該機(jī)的設(shè)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(qiáng)破碎傳動部固定架的強(qiáng)度，解決輪胎聯(lián)軸器故障率高的問題。
一、試制
（一）機(jī)架的焊接
該機(jī)機(jī)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(yīng)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(yīng)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(qiáng)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(guān)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(yīng)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(dá)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(qiáng)度。30CrMo和27SiMn焊接，工藝上要求必須先預(yù)熱，否則會產(chǎn)生裂紋，焊后再退火，最終達(dá)到設(shè)計和使用要求。
三、技術(shù)特征
（一）適用范圍
該機(jī)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(shù)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(jī)功率/kW 150
最大外形尺寸(長×寬×高)/mmxmmxmm 10 000x3 766xl 100
質(zhì)量/kg 28 000
（三）與原PZLA60/150型履帶式轉(zhuǎn)載破碎機(jī)的區(qū)別
（四）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1)整機(jī)高度低，結(jié)構(gòu)緊湊；
2)通過改變履帶與機(jī)架的聯(lián)接位置、破碎軸與機(jī)架的聯(lián)接位置，可以實現(xiàn)機(jī)身高度、行走地隙和破碎塊度同時可調(diào)，增強(qiáng)了設(shè)備對煤層和巷道的適應(yīng)性；
3)輸送系統(tǒng)采用液壓馬達(dá)驅(qū)動，可實現(xiàn)空載啟動、軟啟動及過載保護(hù)，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(hù)采用剪切銷和速度傳感器雙重保護(hù)，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(yùn)用電氣閉鎖技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)備自身及配套帶式輸送機(jī)的順序啟動。
四、結(jié)語
該設(shè)備的研制成功促成我國中厚煤層、薄煤層短壁機(jī)械化采煤和巷道掘進(jìn)工藝方法的進(jìn)步，加快中厚煤層、薄煤層短壁機(jī)械化采煤在我國的發(fā)展步伐。
相關(guān)礦山機(jī)械設(shè)備：
1、
圓錐破碎機(jī)
2、
雷蒙磨粉機(jī)
