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

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

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

③技術(shù)性能方面，國(guó)外積極應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，研制開發(fā)了監(jiān)測(cè)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(guó)這方面的研究?jī)H處于起步階段。針對(duì)以上差距，欲使我國(guó)刮板輸送機(jī)技術(shù)取得長(zhǎng)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(guò)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?、大運(yùn)量、長(zhǎng)運(yùn)距、高可靠性和長(zhǎng)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(guò)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(guò)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(zhǎng)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(guò)程以及在異常載荷的卡鏈工況下動(dòng)力學(xué)問(wèn)題也愈顯突出，例如啟動(dòng)過(guò)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(wèn)題等。另外在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)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(wú)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(guó)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(guó)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(zhǎng)度其約占整個(gè)刮板輸送機(jī)總重量或總長(zhǎng)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(zhǎng)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(guó)外中部槽壽命已實(shí)現(xiàn)保證值為800萬(wàn)t的過(guò)煤量，最高可達(dá)1200萬(wàn)t的過(guò)煤量；而我國(guó)生產(chǎn)的中部槽壽命最高只達(dá)400~500萬(wàn)t左右的過(guò)煤量。分析其原因，造成該壽命差距的主要原因是國(guó)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(guó)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(guó)內(nèi)生產(chǎn)的重型刮板輸送機(jī)總是滯后于國(guó)外的產(chǎn)品。例如，我國(guó)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(guò)程中亦暴露出諸多問(wèn)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(lái)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(guò)程中容易控制焊縫質(zhì)量，并可通過(guò)熱處理提高其硬度，來(lái)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(guò)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?lái)源于鏈輪軸，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(cè)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(cè)及故障診斷系統(tǒng)，無(wú)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(cè)及故障診斷系統(tǒng)是最終建立高產(chǎn)高效無(wú)人值守自動(dòng)化工作面的目標(biāo)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。無(wú)人值守自動(dòng)化工作面采煤簡(jiǎn)稱無(wú)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(wú)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(wú)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(wú)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(guó)家應(yīng)用相當(dāng)普遍和成功。我國(guó)在無(wú)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(wú)人采煤。因此，發(fā)展無(wú)人自動(dòng)化工作面將是我國(guó)現(xiàn)代化煤礦的發(fā)展方向。

我國(guó)對(duì)輸送設(shè)備監(jiān)測(cè)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(guó)內(nèi)重要的刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)單位，近年來(lái)緊密與各大高校合作研發(fā)刮板輸送機(jī)監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)系統(tǒng)以及開發(fā)可靠的故障診斷系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)各大刮板輸送機(jī)生產(chǎn)商和研宄院未來(lái)研宄的主攻方向。以實(shí)現(xiàn)輸送設(shè)備遠(yuǎn)程無(wú)人自動(dòng)化運(yùn)行的目標(biāo)，這對(duì)建立無(wú)人自動(dòng)化工作面具有重要意義。

未來(lái)刮板輸送機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)隨著我國(guó)煤炭開采不斷地向長(zhǎng)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(guó)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(zhǎng)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(lái)的發(fā)展方向。