新型扒裝機行走機構(gòu)與機架連接方式的分析

通過對新型礦用扒裝機的結(jié)構(gòu)特點及功能的分析，以新型液壓扒裝機行走機構(gòu)為主要研究對象，分析其受力和工況特點，針對當(dāng)前煤礦作業(yè)的現(xiàn)狀，提出了一種行走機構(gòu)與機架搭載式連接方式，能夠在保證行走機構(gòu)與機架連接強度的基礎(chǔ)上，降低生產(chǎn)制造成本，降低機器重心，增大離地面間隙，提高行走機構(gòu)和機架的可維修性。

近年來，我國煤炭綜采技術(shù)的快速發(fā)展對礦用設(shè)備提出了更高的要求，而新型液壓扒裝機是一種采用電液控制的集巖石破碎、采集、輸送功能于一身的新型裝巖設(shè)備[1]。主要用于礦山巖巷的掘進(jìn)，也可用于引水渠道、鐵路隧道施工和國防洞窯施工中的裝載作業(yè)，能夠?qū)崿F(xiàn)井下高效率的連續(xù)生產(chǎn)。具有安全環(huán)保、能耗小、效率高的特點，解決了傳統(tǒng)人工運輸土石效率低的問題，提高了煤礦采掘的機械化程度和巷道的掘進(jìn)速度。而行走機構(gòu)作為整機基礎(chǔ)運動部件，其承受扭矩的能力、速度、及轉(zhuǎn)彎爬坡能力等，直接影響著整機的使用性能和穩(wěn)定性。

1 主要結(jié)構(gòu)及行走機構(gòu)簡介

如圖 1 所示為新型液壓扒裝機結(jié)構(gòu)圖，其主要結(jié)構(gòu)有挖裝機構(gòu)、機架、液壓系統(tǒng)、運輸機構(gòu)、行走機構(gòu)等。作業(yè)時由液壓控制系統(tǒng)驅(qū)動扒裝與行走變載荷和裝運與沖擊恒載荷的運動。其工作過程為行走機構(gòu)推動整機在巷道中前進(jìn)，扒裝機構(gòu)進(jìn)行破碎扒裝巖石至運輸機構(gòu)，再由運輸機構(gòu)上的刮板輸送機運至后接轉(zhuǎn)載機。三大主要動作包括行走動作、扒裝動作和輸送動作均可獨立工作，也可同步工作。

圖 1新型液壓扒裝機的結(jié)構(gòu)圖

1扒裝機構(gòu) 2機架 3液壓系統(tǒng) 4運輸機構(gòu) 5行走機構(gòu)

目前機械工程上常用的行走方式主要有輪胎式和履帶式兩大類，其中輪胎式具有機動性好、行走速度快等優(yōu)點，其缺點為接地比壓大、爬坡能力小。履帶式行走機構(gòu)特點是牽引力大[2]，接地比壓小，越野性能好，爬坡能力強，且轉(zhuǎn)彎半徑小、機動性好，其缺點是行走速度低?？紤]煤礦井下作業(yè)空間有限，且底板土質(zhì)松軟滑濕，崎嶇不平，且機器重量大，需要較大牽引力，因此必須選擇履帶式行走裝置。

2 行走機構(gòu)工況分析

液壓扒裝機行走機構(gòu)的牽引力決定著行走馬達(dá)所需要的扭矩的大小，是液壓控制系統(tǒng)設(shè)計工作重要環(huán)節(jié)。行走機構(gòu)的工作阻力主要來源于履帶自身的內(nèi)阻力，路面土壤變形等產(chǎn)生的運行阻力，斜坡上由于機器自重產(chǎn)生的坡度阻力以及行走機構(gòu)轉(zhuǎn)彎時的阻力等[3]。牽引力必須大于所有工作阻力之和，并且小于機器與地面的附著力，才能保證行走機構(gòu)的正常運行。

行走機構(gòu)牽引力平衡方程：

1 行走機構(gòu) 2 行走機構(gòu)連接板 3 承載塊 4 機架 5 機架連接板 6 定位鍵

這種行走機構(gòu)與機架采用搭載式連接，具有如下優(yōu)點：

1）簡化了連接結(jié)構(gòu)，降低了機器重心，提高了機器的穩(wěn)定性。

2）增大了機架到地面的間隙，增強了機器越過障礙的能力，安裝方便。

3）行走機構(gòu)通過承載塊支撐機器的重力，較現(xiàn)有的銷軸承載方式，大大增加了行走機構(gòu)的受力面積，減小了關(guān)鍵零件單位面積的受力，降低了機器關(guān)鍵部位故障率。而且，采用定位鍵代替銷軸承受機器行走過程中行走機構(gòu)與機架之間的剪切力，降低制造了成本，提高了機器的可維修性。

4 小結(jié)

通過對行走機構(gòu)的工況分析可知，在工作過程中承受較大的載荷，采用搭載式將行走機構(gòu)與機架連接，不僅能利用鍵抵消行走時牽引力對連接螺栓的損害，還能降低整體結(jié)構(gòu)重心、增大地隙，同時又能保證履帶與機架不發(fā)生錯位，機動性能好。

（作者單位：江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州劉國鈞分院）