帶調(diào)節(jié)功能的銷軸連接架

張軍

（1.合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院，合肥 230009；2.安徽淮南凱盛重工有限公司研發(fā)中心，安徽 淮南 232058）

帶調(diào)節(jié)功能的銷軸連接架

張軍1，2

（1.合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院，合肥 230009；2.安徽淮南凱盛重工有限公司研發(fā)中心，安徽 淮南 232058）

煤礦巷道的開采方向隨煤層的分布走勢而變化，在變坡幅度比較大的巷道工作時(shí)，掘進(jìn)機(jī)的一運(yùn)刮板輸送機(jī)的尾部容易和二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)干涉，影響煤礦石的運(yùn)輸。通過對銷軸連接架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使以上問題得到了解決。

一運(yùn)刮板輸送機(jī)；二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)；銷軸連接架；干涉

1 存在的問題

由于機(jī)械化采煤具有減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高采煤效率、降低總的噸煤成本、回采率高和安全等優(yōu)點(diǎn)，所以掘進(jìn)機(jī)已經(jīng)成為國內(nèi)外大中型煤礦巷道開采的主要設(shè)備。煤礦石從采掘到運(yùn)輸要經(jīng)過以下流程：掘進(jìn)機(jī)的切割機(jī)構(gòu)采掘的煤和煤矸石等雜質(zhì)落在鏟板上，鏟板上的星輪再將這些煤及煤矸石等運(yùn)到一運(yùn)刮板輸送機(jī)上，隨著一運(yùn)刮板的運(yùn)動(dòng)，在掘進(jìn)機(jī)的尾部落到二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)的皮帶上，從而將煤等運(yùn)出采掘區(qū)域。

由于煤層的形成、形態(tài)、分布和變化與煤層地質(zhì)結(jié)構(gòu)有一定聯(lián)系，具有不均勻、無規(guī)律的特性，巷道的開采方向隨著煤層的分布走勢而變化。因此，掘進(jìn)機(jī)在短距離內(nèi)變坡幅度比較大的“V”形巷道工作時(shí)，掘進(jìn)機(jī)的一運(yùn)刮板輸送機(jī)的尾部容易和二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)的落料接口處的鋼板及皮帶發(fā)生碰撞干涉，影響二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)輸煤炭。由于切割功率和掘進(jìn)機(jī)外形尺寸成正比，所以在使用大功率機(jī)型開采巷道時(shí)，這種情況尤為突出。簡易示意圖如圖1所示。

此外，由于掘進(jìn)機(jī)的二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)與銷軸連接架是剛性連接且與一運(yùn)輸送機(jī)的尾部存在高度落差，因此當(dāng)有重量大的煤矸石從一運(yùn)輸送機(jī)尾部落到二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)上時(shí)，二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)受到突然沖擊載荷和變載的雙重影響，會(huì)對前面的主體部形成較大的沖擊，影響機(jī)械的穩(wěn)定性能和使用壽命。

圖1 掘進(jìn)機(jī)在變坡巷道工作示意圖

2 分析原因

造成以上不良現(xiàn)象的主要原因在于，掘進(jìn)機(jī)在短距離內(nèi)變坡幅度比較大的“V”形巷道工作時(shí)，由于掘進(jìn)機(jī)和二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)的外形尺寸都比較大，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)往上爬坡時(shí)，二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)還處于下坡階段，此時(shí)，銷軸連接架處在巷道的最低端，而且原來使用的銷軸連接架只有連接架和回轉(zhuǎn)架兩個(gè)部件靠銷軸連接組成。因此，回轉(zhuǎn)架只能繞銷軸中心左右回轉(zhuǎn)，不能隨坡度的變化而上下擺動(dòng)。這就造成掘進(jìn)機(jī)的一運(yùn)刮板輸送機(jī)的尾部容易和二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)的落料接口處的鋼板及皮帶發(fā)生碰撞干涉。并且，銷軸連接架與主體部和二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)均是剛性連接，缺少相應(yīng)的緩沖裝置。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 改進(jìn)前的銷軸連接架

3 改進(jìn)措施

針對以上問題，我們對銷軸連接架進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使回轉(zhuǎn)架相對于連接架不但可以上下回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而且新增加了左右回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和具有緩沖功能的緩沖裝置。與現(xiàn)有的銷軸連接架的技術(shù)相比，帶緩沖裝置的銷軸連接架包括鉸接的連接架、過渡架、回轉(zhuǎn)架和緩沖裝置，過渡架與連接架和回轉(zhuǎn)架分別用銷軸連接，且過渡架可相對于連接架左右回轉(zhuǎn)，通過調(diào)節(jié)緩沖裝置中的鎖緊螺母可使回轉(zhuǎn)架相對于過渡架上下擺動(dòng)一定的角度，從而實(shí)現(xiàn)了連接架的左右回轉(zhuǎn)和上下回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此，使用該連接架的掘進(jìn)機(jī)在上下爬坡運(yùn)動(dòng)時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)一運(yùn)輸送機(jī)和二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)相互碰撞干涉的現(xiàn)象。此外，由于過渡架和回轉(zhuǎn)架之間還設(shè)有緩沖裝置，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)二運(yùn)受到突然變載及沖擊載荷時(shí)，緩沖裝置可減少突然變載及沖擊載荷對前面其它部件造成的不良影響。其結(jié)構(gòu)如圖3。

圖3 改進(jìn)后的銷軸連接架

如圖4所示，緩沖裝置包括緩沖框架、緩沖拉桿、階梯套環(huán)、緩沖彈簧和鎖緊螺母。緩沖框架的左端面中部開有橫向通孔，緩沖拉桿的右端向右穿過橫向通孔深入緩沖框架內(nèi)，緩沖拉桿的位于緩沖框架內(nèi)的部分上套有緩沖彈簧和階梯套環(huán)，階梯套環(huán)位于緩沖彈簧的左右兩側(cè)，其左端面與緩沖框架的左端內(nèi)壁凸臺平面相接觸，其右端面與鎖緊螺母接觸，鎖緊螺母的外表面上開有6個(gè)等間隔環(huán)形分布的撥動(dòng)盲孔，可通過撥動(dòng)插入盲孔的杠桿來松緊鎖緊螺母。

結(jié)合圖3和圖4，在過渡架和回轉(zhuǎn)架的上端中部分別安裝有耳座，緩沖拉桿和緩沖框架分別通過銷軸與過渡架和回轉(zhuǎn)架的上的耳座相連。通過調(diào)節(jié)鎖緊螺母使回轉(zhuǎn)架繞著其與過渡架相連的銷軸中心可以上下擺動(dòng)一定的角度。而連接架和過渡架通過垂直的銷軸連接，可以隨彎道自然左右回轉(zhuǎn)。

圖4 緩沖裝置

另外，在條件允許的情況下，也可以用液壓油缸代替緩沖裝置。其優(yōu)點(diǎn)在于降低了人工調(diào)節(jié)螺母的勞動(dòng)強(qiáng)度，可以根據(jù)實(shí)際情況來快速調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)架的位置，且液壓油也具有一定的緩沖作用。

4 結(jié)語

技術(shù)改進(jìn)后，通過調(diào)節(jié)鎖緊螺母，改變回轉(zhuǎn)架的上下位置，有效地避免了一運(yùn)輸送機(jī)與二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)之間相互干涉的問題，由于緩沖彈簧的存在，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)二運(yùn)輸送機(jī)受到突然變載及沖擊載荷時(shí)，緩沖裝置減緩了突然變載及沖擊載荷對二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)的沖擊力度，從而減少其對前面其它部件造成的不良影響，提高了機(jī)器的穩(wěn)定性。

（編輯 啟 迪）

TD421.5

A

1002-2333（2013）09-0032-02

張軍（1981-），男，助理工程師，在讀碩士，現(xiàn)從事煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)工作。

2013-05-28