節(jié)約能源消費(fèi)、降低能耗標(biāo)準(zhǔn)，從經(jīng)濟(jì)的角度講，就是要通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)、科學(xué)管理、技術(shù)進(jìn)步和合理有效利用資源等途徑，減少?gòu)哪茉瓷�產(chǎn)到消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)中的損失和浪費(fèi)，以最少的能源消耗獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。煤炭資源作為我國(guó)的主要消耗能源，在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位，以煤為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)給我國(guó)的環(huán)境治理和保護(hù)帶來(lái)很大壓力，節(jié)能工作尤為緊迫。刮板輸送機(jī)作為高產(chǎn)高效的綜采（放）工作面的關(guān)鍵設(shè)備，在整個(gè)綜采（放）采煤系統(tǒng)中占據(jù)了重要的地位，本文分別從生產(chǎn)方和使用方的能源消耗及如何提高產(chǎn)量?jī)蓚�(gè)方面的對(duì)刮板輸送機(jī)的節(jié)能降耗作一分析論述。
1、刮板輸送機(jī)簡(jiǎn)介
     刮板輸送機(jī)主要用來(lái)與采煤機(jī)、液壓支架、順槽轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)和帶式輸送機(jī)配套實(shí)現(xiàn)綜采（放）工作面的裝煤、運(yùn)煤等工序二刮板輸送機(jī)一般適用于0.8 "4.5 m的煤層，并可作為采煤機(jī)和刨煤機(jī)運(yùn)行的軌道和安裝基礎(chǔ)，以及液壓支架向前移架的支點(diǎn)。
刮板輸送機(jī)是一種利用撓性牽引機(jī)構(gòu)運(yùn)行的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械。其輸送過(guò)程是這樣的：起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，經(jīng)液力偶合器或彈性聯(lián)軸器、減速器將動(dòng)力傳遞給鏈輪軸組，再由其帶動(dòng)封閉的刮板鏈進(jìn)行連續(xù)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，將裝在溜槽中的煤炭推運(yùn)到機(jī)頭處卸載轉(zhuǎn)運(yùn)。上部溜槽是輸送機(jī)的重載工作槽，下部溜槽為刮板鏈的回空槽。刮板輸送機(jī)是實(shí)現(xiàn)采煤工作面的運(yùn)、裝、卸煤機(jī)械化的煤炭運(yùn)輸設(shè)備。
2、刮板輸送機(jī)節(jié)能降耗分析
    刮板輸送機(jī)的節(jié)能降耗涉及到兩個(gè)方面，一方面是使用方，即煤礦能源的節(jié)省，另一方面則是生產(chǎn)方，即設(shè)備本身的原材料等的節(jié)省。由于設(shè)備使用單位為能源產(chǎn)出單位，其能耗的降低又包括兩方面的內(nèi)容，原煤回收率的提高和生產(chǎn)能耗的降低；而對(duì)于設(shè)備本身而言，原材料的節(jié)省，設(shè)備使用壽命的提高，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化無(wú)疑都是節(jié)能的有效方法。
    (1)合理設(shè)計(jì)鏟板槽幫結(jié)構(gòu)，提高原煤回收率，減少能源損失
    煤炭資源作為我國(guó)的主要消耗能源，在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位，如何提高原煤開(kāi)采率，降低原煤資源浪費(fèi)，是每個(gè)煤礦企業(yè)十分關(guān)注的重大問(wèn)題。我公司設(shè)計(jì)研發(fā)的刮板輸送機(jī)從用戶的根本利益出發(fā)，并結(jié)合現(xiàn)有煤炭開(kāi)采現(xiàn)狀，對(duì)綜放工作面刮板輸送機(jī)中部段進(jìn)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(tǒng)綜放工作面中部槽對(duì)比，假設(shè)工作面走向1500 m，傾向?yàn)?00 m，高度減少10 mm，理論上可增加原煤回收量0.3萬(wàn)UI作面。
    (2)選用變頻等技術(shù)，促進(jìn)煤礦節(jié)能降耗
    刮板輸送機(jī)在工作過(guò)程中中部槽與刮板及煤之間很大的滑動(dòng)摩擦阻力，消耗很大的功率，其負(fù)荷也極不均勻，常有沖擊載荷。特別是在設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)負(fù)荷較大，啟動(dòng)電流也很大，對(duì)設(shè)備的使用壽命影響較大，因此，對(duì)刮板輸送機(jī)的啟動(dòng)裝置、啟動(dòng)性能有較高的要求。隨著，各種類型的可控傳動(dòng)裝置相繼在煤礦綜采工作面重型刮板輸送機(jī)上應(yīng)用，以及刮板輸送機(jī)的軟啟動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)功率平衡和過(guò)載保護(hù)，可避免對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊、避免電動(dòng)機(jī)燒毀及防止斷鏈等。目前國(guó)外廣泛應(yīng)用于大功率刮板輸送機(jī)上的電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置，普遍采用以下幾種方式：
    1)調(diào)速型液力偶合器驅(qū)動(dòng)裝置；
    2)配備液粘離合器的CST可控啟動(dòng)系統(tǒng)；
    3)交流電機(jī)變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)技術(shù)。
    交流變頻器技術(shù)及裝置在頻率范圍、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、低頻轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、功率因數(shù)、工作效益等方面是以往的交流調(diào)速方式無(wú)法比擬的，并已在眾多行業(yè)中得到廣泛地應(yīng)用。由普通雙速電機(jī)帶動(dòng)的刮板輸送機(jī)在啟動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流非常大，這是由于大電流對(duì)繞組的過(guò)大電磁力引起的。采用變頻調(diào)速技術(shù)后，不僅能夠消除上述缺陷，而且能夠節(jié)省大量的電能。
    調(diào)速型液力偶合器驅(qū)動(dòng)裝置是安裝在電動(dòng)機(jī)和減速器之間的一個(gè)緩沖啟動(dòng)裝置，由一個(gè)泵輪和渦輪組成，由水或難燃液作為動(dòng)力傳遞介質(zhì)。在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)泵輪，然后帶動(dòng)液體介質(zhì)，再帶動(dòng)渦輪使渦輪帶動(dòng)減速器運(yùn)轉(zhuǎn)。過(guò)載時(shí)介質(zhì)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(yùn)轉(zhuǎn)，起到保護(hù)作用。啟動(dòng)時(shí)，由于是液體介質(zhì)傳遞扭矩，啟動(dòng)平緩。
    CST可以用來(lái)對(duì)起動(dòng)階段的加速度進(jìn)行控制，使刮板鏈的動(dòng)態(tài)張力減至最小。在空載或滿載起動(dòng)時(shí)，通過(guò)控制加速度斜率可以使峰值暫態(tài)張力減到最小。在大型刮板運(yùn)輸機(jī)的應(yīng)用中，加速度斜率中如果加入一緩沖段，還能進(jìn)一步改善起動(dòng)瞬態(tài)峰值張力。在緩沖段內(nèi)，可以使原來(lái)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(jī)在低力矩及低速度下進(jìn)入運(yùn)行條件，提高了刮板鏈的安全可靠性；并可以根據(jù)動(dòng)態(tài)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(dòng)停車時(shí)出現(xiàn)異常情況，停車斜率的時(shí)間可以通過(guò)在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸入端加飛輪而延長(zhǎng)。這極大地提高了刮板輸送機(jī)的起動(dòng)特性，延長(zhǎng)了機(jī)械和電氣的使用壽命。
    (3)采用T02（企業(yè)命名）材料降低空載功耗，節(jié)省生產(chǎn)能耗
    刮板輸送機(jī)的空載功耗一直是因擾刮板輸送設(shè)備行業(yè)的一個(gè)難題。由于無(wú)用功耗不能有效控制，隨著工作面的加長(zhǎng)，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的功率越來(lái)越大，而有效的運(yùn)煤功率并沒(méi)有多大的提高。公司在煤礦機(jī)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(shù)的支撐刮板結(jié)構(gòu)提高了圓環(huán)鏈45%的使用壽命。因使用特殊材料降低空載功耗，節(jié)省生產(chǎn)能耗、年節(jié)約電能約4 000萬(wàn)kWh，大大提高使用方的經(jīng)濟(jì)效益。
    (4)應(yīng)用高強(qiáng)度耐磨材料，提高產(chǎn)品使用壽命
    材料的失效最常見(jiàn)的有腐蝕、磨損和疲勞。腐蝕、磨損和疲勞是機(jī)械損壞的主要形式，大多數(shù)的破壞都是先從表面開(kāi)始產(chǎn)生裂紋等缺陷，進(jìn)而逐步發(fā)展導(dǎo)致整體失效。材料自身不足而引起產(chǎn)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(xué)會(huì)統(tǒng)計(jì)表明，摩擦損失了世界性一次能源的1/3～1/2；據(jù)有關(guān)資料介紹，磨損給工業(yè)國(guó)家?guī)��?lái)的損失可達(dá)國(guó)民生產(chǎn)總值的2%~8%。因而，借助材料表面改性技術(shù)提高材料的耐磨性能，創(chuàng)造出具有各種表面功能的新型材料，無(wú)疑對(duì)延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
    研究降低材料消耗和提高零件使用壽命是從事設(shè)備制造、加工和現(xiàn)場(chǎng)工作人員的長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。從學(xué)科領(lǐng)域看，它涉及到機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)、制造、失效分析、摩擦學(xué)、材料科學(xué)、系統(tǒng)工程和表面工程等許多分支。而且，很多實(shí)際問(wèn)題常常需要根據(jù)設(shè)備的使用工況、零件的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用等同題。
    新型材料在煤炭設(shè)備中的應(yīng)用，不僅可提高單機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)周期，還可延長(zhǎng)整個(gè)采煤系統(tǒng)的運(yùn)行周期，減少故障停機(jī)時(shí)間，降低備件費(fèi)用和檢修費(fèi)用，設(shè)備的作業(yè)率得到較大的提高。在提倡資源節(jié)約、節(jié)能降耗的今天，加強(qiáng)對(duì)摩擦、磨損的理論研究，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用新型耐磨材料，減輕磨損給工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)的損失，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。
    (5)提升產(chǎn)品研發(fā)質(zhì)量，降低原材料浪費(fèi)
    隨著制造業(yè)以信息為特征的系統(tǒng)集成化技術(shù)時(shí)代的邁進(jìn)，加速制造業(yè)的信息化、集成化建設(shè)，更好地吸收現(xiàn)代管理技術(shù)成果，有效地整合各個(gè)技術(shù)單元和企業(yè)的“信息化孤島”，已成為制造業(yè)信息化、集成化的技術(shù)熱點(diǎn)和迫切需求。
    在現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)環(huán)境下，從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)源頭開(kāi)始我們就以“零缺陷”產(chǎn)品設(shè)計(jì)為最終目標(biāo)。在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中，用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制整個(gè)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程，通過(guò)逐步建立虛擬的產(chǎn)品模型，最終形成完整的產(chǎn)品描述、生產(chǎn)工程描述、以及生產(chǎn)控制數(shù)據(jù)。
    在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、仿真技術(shù)、虛擬實(shí)現(xiàn)技術(shù)、信息技術(shù)和應(yīng)用三維設(shè)計(jì)軟件
    通過(guò)上述新技術(shù)，新方法的應(yīng)用，大大提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低了設(shè)計(jì)失誤，有效地控制了設(shè)計(jì)誤差，為企業(yè)質(zhì)量提升提供了前期準(zhǔn)備，為生產(chǎn)制造過(guò)程提供了可靠的信息，為企業(yè)提高生產(chǎn)制造效率，降低生產(chǎn)成本，提高效益。
    (6)優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高零部件利用率PRO/E進(jìn)行三維虛擬建模并進(jìn)行干涉性檢驗(yàn)，運(yùn)用有限元優(yōu)化分析、Matlab數(shù)據(jù)工程師等方法，對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行前的虛擬實(shí)現(xiàn)及安全校核，以提高煤礦機(jī)電設(shè)備的設(shè)計(jì)安全性及可行性，圖2為總體設(shè)計(jì)階段刮板輸送機(jī)運(yùn)行阻力分析，圖3為產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段應(yīng)用三維軟件虛擬建模及干涉檢驗(yàn)，圖4為運(yùn)用有限元優(yōu)化分析方法對(duì)相關(guān)重件的分析。
    優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是指產(chǎn)品經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)、不斷改進(jìn)、更新的過(guò)程。企業(yè)的技術(shù)、工藝、素質(zhì)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)和一切活動(dòng)都最終通過(guò)產(chǎn)品表現(xiàn)出來(lái)，以優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為突破口，見(jiàn)效快，能夠直接適應(yīng)乃至影響市場(chǎng)的供需結(jié)構(gòu)，又可以作為優(yōu)化資金結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)的先導(dǎo)和基礎(chǔ)。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，企業(yè)在市場(chǎng)上占有量的變化與其產(chǎn)品質(zhì)量的變化有正相關(guān)關(guān)系，企業(yè)的發(fā)展速度又與其市場(chǎng)占有量的變化具有正相關(guān)關(guān)系。
    在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)用戶需要和實(shí)際使用情況，整合現(xiàn)有市場(chǎng)產(chǎn)品種類，提高設(shè)備及其零部件使用通用性，提高設(shè)備和零部件利用率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，生產(chǎn)效率得到提高。同時(shí)零部件的通用化，大大解決了設(shè)備的更換問(wèn)題，減少了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備維護(hù)時(shí)間，增加產(chǎn)煤效率，得到用戶的廣泛好評(píng)。
3、結(jié)語(yǔ)
    節(jié)能降耗是當(dāng)前能源形勢(shì)下企業(yè)解決外在的壓力和內(nèi)在的需求的共同要求，是緩解企業(yè)能源約束矛盾的根本措施，是提高企業(yè)能源利用效率的出路和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)質(zhì)量與效益的重要途徑，也是增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。因而對(duì)該課題的研究和實(shí)施，具有顯著的經(jīng)濟(jì)意義。