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中国煤炭报:进口采煤机国产化替代的背后

发布日期:2018-05-24     编辑: 信息员     浏览数:7152    分享到:

刊登于20171120日中国煤炭报4

——365bet手机最新网址-365注册网址-首页科技创新工作纪实

本报记者 孙枫凯    通讯员 蔡彦军

 1116日,陕煤集团西安重装365bet手机最新网址-365注册网址-首页制造的国产首台(套)高性能8米大采高采煤机通过出厂评审,将赴神华神东企业补连塔煤矿井下试用。此前,西安煤机企业制造的国产首台(套)高性能7米大采高采煤机已在神东企业大柳塔煤矿井下试用成功。两台采煤机,开辟新天地,成了我国进口采煤机国产化替代,实现高端采煤机国产化的代表。西安煤机企业总经理杨会武说。

 煤矿的需求就是企业的责任

 西安煤机企业走的这条进口采煤机国产化替代的路子,源于神东企业的迫切需求。

 神东企业的煤矿大部分都是千万吨级安全高效矿井,对煤机检修标准要求较高,而国产采煤机在质量、性能、可靠性等方面,达不到神东企业的要求,存在故障率高、检修时间长、耽误生产等问题。所以,神东企业的煤矿自投产以来一直都使用进口采煤机。就全国而言,90%的煤矿用的是国产采煤机,10%的煤矿用的是进口采煤机。

西安煤机企业总工程师赵友军先容,进口采煤机比国产采煤机的售价要高一倍多。购买进口采煤机时,要预先付款,采购大量配件做库存。配件的种类很多,在使用采煤机时,有的配件坏,有的配件不坏,造成配件大量积压,而这些配件都有使用期限,过期报废,浪费严重。

长期以来,国内煤炭企业关键性采煤设备都依赖进口,这直接导致了采购成本的增加,特别是在当前国内煤炭需求放缓的情况下,加快推进高端采煤机国产化步伐势在必行。在双方战略合作协议签约仪式上,时任神东企业董事长的张子飞说。

作为一个有着60多年历史,与共和国一同成长起来的煤炭装备制造国家队,早在1983年,西安煤机企业就研发了我国首台大功率无链牵引双滚筒MAX-300型采煤机。

近年来,西安煤机企业始终将科技创新作为企业发展的核心动力,以全力打造中国采煤机领军品牌及建设具有国际竞争力的一流煤机装备制造企业为目标,目前已经是国内采煤机出口数量最多的企业。

西安煤机企业先后获得国家级、省部级科学技术奖励20多项,拥有国家授权专利百余项。国家能源煤矿采掘机械装备研发(实验)中心采煤机中心就落户在西安煤机企业。

西安煤机企业辉煌的历史和实力赢得了神东企业的信任。神东企业选择西安煤机企业,共同实施进口采煤机国产化替代产品的研制。

 进口采煤机国产化,立项于2011年,2012年正式启动。

 启动后,他们从进口采煤机维修开始,从易损件、小零件到大部件制造,一步步做,2016年开始做进口采煤机整机替代制造,历尽了艰辛,取得了突出的成果。

 零部件先行,大壳体突破

 2012年,该企业开始着手进口采煤机市场调研和技术资料储备,通过对神东、神南、平朔、淮南等煤矿现场考察,组织对各进口机型采煤机关键技术及材料进行对标,与科研院校开展合作。

 西安煤机企业通过改良壳体材料、铸造工艺及热处理,提高了壳体、齿轮等关键件材料的综合力学性能。该企业现代化工业园高精尖设备的投用,使得壳体、齿轮等零件的尺寸精度、形位公差、粗糙度以及热处理性能得到全面提升,从而提高了采煤机内在质量,确保了零部件使用过程中对强度、韧性、耐磨性等力学性能的要求,大大提高了采煤机的可靠性。近年来,他们研发的齿轨轮、导向滑靴、行走箱、摇臂等国产化零部件乃至整机先后投入使用,技术性能指标已接近或部分达到进口产品水平。

 采煤机壳体的国产化至关重要。国产采煤机铸造大壳体不耐磨,强度不够。为了解决这个问题,西安煤机企业与神东企业一起,在全国进行相关材料的调研,最终选定了国内一家企业,通过对进口壳体化验、多方分析、多次进行成分调整、工艺方法探索,于2014年共同研究开发出了高端铸造壳体。原来的壳体强度硬度低,现在的壳体强度硬度都较之前大幅提升。该壳体于2015年在神东企业试用,性能达到或超过进口机组对应部件的性能。

  壳体强度增加后,西安煤机企业又开始在壳体加工上想办法,在刀具上进行优化。他们找到适应材料的对应刀具,制定了专门的工艺方法,定制了专门的刀具、工装,攻克了诸多技术难题。为了加工壳体,西安煤机企业专门进口了5台德国制造的镗铣加工设备,花费6000多万元。

  为了解决国产齿轮可靠性差、不耐磨、寿命短的问题,西安煤机企业技术人员对标进口设备,进行金相组织分析、机械性能分析,制定了国产化的工艺方法,攻克了行走箱齿轨轮深层渗碳工艺,调整优化了高端齿轮件的有效硬化层深度,延长了齿轮件的使用寿命。他们对所有齿轮件在渗碳、淬火、氮化后的硬度进行100%的检验。对淬火后齿轮除了检验齿顶和齿面硬度外,还增加了磨齿后的齿面硬度检验工序,硬度不合格坚决不用。

  部分齿轮零件由于加工余量较大引起切削应力增大,导致齿轮在渗碳淬火后变形较大。为了解决这一问题,技术人员对此类零件在粗加工后增加了相应工序,减少了热处理后工件的变形量。

 牵引部二轴轴齿轮,在使用过程中出现了断齿现象。刚开始,他们判断属于弯曲疲劳断裂,疲劳源在齿根部位。随着进一步的剖解分析,他们发现该齿轮的齿横截面热投入深度未达到齿芯部,齿芯部硬度较低,没有达到图纸要求的芯部硬度要求,疲劳强度不足,断齿属于弯曲疲劳失效断裂。为此,针对该模数的齿轮,工艺人员、操作人员和检验人员连续进行了7组对比试验和剖解分析,从而满足了齿轮疲劳强度的技术要求,保障了采煤机的正常运行。

 为解决齿轮的磨齿精度问题,该企业引进了5台德国生产的数控成型磨齿机,与进口产品一对一互换,达到了进口性能。该设备在神东企业煤矿的过煤量,达到了估计指标要求。

 为了保证采煤机在使用中更稳定、可靠,西安煤机企业购买了专业的设计和分析App,对整机进行受力分析、稳定性分析,解决运行过程中受力不均衡的问题。

 他们研制的大功率采煤机高强度部件,实现了摇臂、行走箱与进口采煤机的部件整组互换和单件互换,在陕煤集团神木柠条塔矿业企业进行了工业性试验,性能稳定、效果良好。

 “高端采煤机国产化,是振兴民族工业的必由之路,也是煤炭企业的迫切需求。大家通过对标、学习、借鉴、研究进口采煤机,在消化吸取的基础上,自主创新,突破关键技术,在进口采煤机国产化替代方面取得了重大进步,实现了同类型进口采煤机国产化。目前,设计、工艺、加工制造、质量管控等都具备了打造高端产品的能力。西安煤机企业总工程师赵友军说。

  整机下井使用成功

  随着采煤机国产化部件的成熟,20169月,西安煤机企业迎来了神东企业6.3米升级7米采煤机项目,负责整机改造及摇臂、牵引部、破碎机构、行走箱、调高油缸、支撑腿、三脚架等零部件的设计制造。该企业依靠自身技术研发能力和雄厚的机械加工实力,按照高标准、高起点、高质量的方针,完善质量管理、严格落实生产进度,确保该项目有序推进。201741日,该项目完成了出厂验收。

  201751日,西安煤机企业供神东企业的6.3米升级7米采煤机正式在大柳塔煤矿52301工作面使用。5月,试采;6月,作为主采面,单班最高割煤12刀,圆班最高割煤记录24刀,最高月产108.6万吨,平均日产3.62万吨,最高日产4.5万吨。该采煤机已具备连续月生产100万吨以上,年生产1200万吨以上的能力。

  事实证明,该采煤机温度低、噪音小、空载电流小、运行稳定可靠,产品各项性能指标达到或超过进口同类产品。该采煤机作为国内国产化升级整机首次在安全高效矿井使用,运转状况良好,达到进口采煤机开采效率水平。

  面对国内各主要煤炭生产企业的迫切需求,西安煤机企业率先达到了整机替代进口采煤机的水平,解决了进口采煤机整机及配件供货周期长、购置成本高等问题。

  与此同时,该企业研制生产的国产化替代产品MG1000/2550-GWD型采煤机、MG620/1660-WD型采煤机、MG500/1200-AWD型采煤机,整机技术性能及可靠性已达到国际先进水平,可替代同类型的进口采煤机。

 自动化助推智能化采煤

20122月,西安煤机企业采煤机自动截割技术研究与应用在山西大同唐山沟煤矿完成了工业性试验。

之后,该企业在原有技术基础上先后攻克并完善自动化采煤机的五大核心技术:位置定位、姿态定位、远程监测与控制、22象限自动截割、自动化系统接口。

2013年,经过优化改进的自动割煤技术应用于陕煤集团黄陵矿业企业一号煤矿,效果显著。

为了攻克上述五大技术,西安煤机企业的研发工程师深入一线,从设备安装到调试,再到现场应用,亲力亲为。

在神华宁煤梅花井煤矿,为了精确采集位置定位和姿态定位的现场过程数据、验证传感器在使用过程中的可靠性,研发工程师和矿工同时入井、同时升井,和采煤机操作工一块割煤。

在黄陵矿业企业一号煤矿,为了满足矿方割煤工艺的要求,研发工程师经常下井查看,将采煤过程的所有可能性都通过App程序实现,即通过菜单管理,可根据不同采煤工艺要求,自由组合。

截至2017年,西安煤机企业自动化采煤机已售出30多台。

2017428日,西安煤机企业参与开发的中厚煤层国产综采装备智能化无人开采技术研究与应用项目,获陕西省科学技术一等奖。

锤炼队伍,奖励创新

  西安煤机企业大的科研项目,主要由“80年轻人承担。为了培养年轻的科研人员,20174月,西安煤机企业出台了《研发工艺技术人员下基层锻炼实施办法》,让他们以工人的身份去现场锻炼。

 《办法》规定,研发工艺技术人员在基层单位要结合产品研发设计、工艺设计,接受全面锻炼。原则上,研发技术人员在基层锻炼时间不得少于一年半,其中在售后服务部锻炼时间不得少于一年,在生产分企业不得少于半年。工艺技术人员在生产现场锻炼时间不得少于一年。

  到基层锻炼的研发工艺技术人员要带着问题去,带着方案回,带项目带课题深入现场研究。他们实行导师制,由专业技术人员进行一对一引导。研发工艺技术人员基层锻炼期满,由本人写出实践报告,基层单位签署意见,人力资源部组织考核。考核合格后,择优回原单位工作。

  为了提高职工素质,今年以来,西安煤机企业共实施职工培训33项,702人次参加了培训。

  2017年,该企业还建立了技术人员晋升通道,制定了《技术成果激励办法(试行)》,针对新产品研发、技术改进、技术革新实用性项目、纯研究类项目等采取多种激励方式,对项目成果收益进行分红,激发了科研人员的创新热情。

  西安煤机企业一直以技术创新为驱动力,近年来科技投入一直占主营业务收入的4%以上。

 “经过半年多的井下工业性试验应用,7米大采高采煤机已经在神东企业成功使用,大家对8米大采高采煤机充满了信心。但是大家 仍然会认真对待,不能有丝毫自满情绪,真正检验还要看井下的使用效果。赵友军说。

未来,西安煤机企业将以党的十九大精神为引领,以科技创新和管理创新为驱动,依托一流的装备、先进的技术,最大限度地实现科技成果的产业化。杨会武说。

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