提高掘進(jìn)機(jī)適應(yīng)性的設(shè)計(jì)建議

趙桂麗

摘要：近些年來，隨著掘進(jìn)機(jī)在國(guó)民建設(shè)中的廣泛應(yīng)用，如何提高其適用性，使得能夠滿足更多用戶對(duì)掘進(jìn)機(jī)的實(shí)際需求早已成為社會(huì)各界關(guān)注的重點(diǎn)所在。本文筆者即從多個(gè)方面對(duì)掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)改進(jìn)進(jìn)行粗淺的探討，提出幾點(diǎn)個(gè)人建議，也希望通過本文筆者所提出的設(shè)計(jì)改進(jìn)建議能夠?yàn)榫蜻M(jìn)機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，發(fā)揮其更大的作用提供有益的鋪墊。

關(guān)鍵詞：掘進(jìn)機(jī) 適應(yīng)性 設(shè)計(jì)建議

中圖分類號(hào)： TD421 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)1672-3791（2016）07（b）-0000-00

做好掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)改進(jìn)，提高掘進(jìn)機(jī)的適應(yīng)性，使其能夠具備更為廣泛的應(yīng)用空間，并在國(guó)民建設(shè)中發(fā)揮更巨大的作用，滿足越來越多用戶的實(shí)際需求早已成為當(dāng)前社會(huì)各界共同關(guān)注的焦點(diǎn)所在。也正因如此，作為掘進(jìn)機(jī)的生產(chǎn)制造企業(yè)更應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)掘進(jìn)機(jī)適應(yīng)性的設(shè)計(jì)改進(jìn)。以下筆者即結(jié)合個(gè)人多年從事掘進(jìn)機(jī)制造設(shè)計(jì)的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)與相關(guān)參考文獻(xiàn)，提出幾點(diǎn)提高掘進(jìn)機(jī)適應(yīng)的設(shè)計(jì)建議，以供廣大同行在今后的掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)工作中做有益的參考。

1.對(duì)工作機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式的分析

我們都知道，目前市面上現(xiàn)有的掘進(jìn)機(jī)，其工作機(jī)構(gòu)主要有縱軸式、橫軸式兩種，而這兩種形式在具體使用上又各具特點(diǎn)。因此，為了能夠進(jìn)一步提高掘進(jìn)機(jī)的適應(yīng)性，更好的滿足用戶的實(shí)際需求，我們可以將掘進(jìn)機(jī)現(xiàn)有工作機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式：縱軸式或橫軸式，設(shè)計(jì)改造為可相互替換的縱、橫兩種工作結(jié)構(gòu)，以便滿足用戶在不同施工條件下所產(chǎn)生的不同需求。尤其是需要注意的是，設(shè)計(jì)改造為兩種工作機(jī)構(gòu)可相互替換模式后，必須要確保兩種工作機(jī)構(gòu)都能夠直接與掘進(jìn)機(jī)的機(jī)身對(duì)接，且具備相同的連接方式與相同的連接尺寸，在不改變掘進(jìn)機(jī)外形尺寸的基礎(chǔ)上，保持與未改造前所具備的相同的生產(chǎn)能力與穩(wěn)定性。

2.對(duì)工作機(jī)構(gòu)調(diào)速方式的分析

針對(duì)掘進(jìn)機(jī)截割對(duì)象的不同機(jī)械性能變化，也應(yīng)該對(duì)掘進(jìn)機(jī)的截割速度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，進(jìn)而使得截割速度能夠隨著截割的不同對(duì)象而發(fā)生相應(yīng)的變化，獲得最佳的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速。一般來講，目前掘進(jìn)機(jī)的調(diào)速方式多為雙速電機(jī)與減速級(jí)中加變速機(jī)構(gòu)。而事實(shí)上采用變極調(diào)速電機(jī)，僅僅改變了功率，對(duì)截割力矩并沒有較大的提高，而采用減速級(jí)中加變速又未真正的考慮到用戶的變速需要。所以，筆者建議，掘進(jìn)機(jī)在使用雙速電機(jī)時(shí)可相應(yīng)配備設(shè)計(jì)一個(gè)變速箱，將其連接在截割電機(jī)與減速器之間且長(zhǎng)度盡可能的越短越好，從而滿足用戶的實(shí)際需求。

而在掘進(jìn)機(jī)截割頭的伸縮速度調(diào)整上以及掘進(jìn)機(jī)擺臂速度的調(diào)整上，可以做如下設(shè)計(jì)。第一，可以結(jié)合掘進(jìn)機(jī)的實(shí)際工作特性，截割頭鉆進(jìn)時(shí)不行走，行走時(shí)不鉆進(jìn)這一機(jī)械特點(diǎn)，將行走時(shí)的馬達(dá)液壓油提供給推進(jìn)油缸，從而加快掘進(jìn)機(jī)截割頭的鉆井速度。第二，為了能夠提高掘進(jìn)機(jī)對(duì)施工環(huán)境的適應(yīng)性，改變懸臂擺動(dòng)速度不能調(diào)整這一現(xiàn)狀，筆者建議掘進(jìn)機(jī)應(yīng)該采用恒功率調(diào)速系統(tǒng)，使其能夠根據(jù)阻力的大小變化，相應(yīng)調(diào)整懸臂的擺動(dòng)速度，最大限度的利用掘進(jìn)機(jī)的機(jī)械功率，從而保證掘進(jìn)機(jī)工作的高效、可靠進(jìn)行。

3.對(duì)掘進(jìn)機(jī)外噴霧裝置的分析

在掘進(jìn)機(jī)正常作業(yè)過程中，水路不僅能夠?qū)蜻M(jìn)機(jī)的電機(jī)起到有效的冷卻作用，更能夠?qū)蜻M(jìn)機(jī)起到重要的降塵作用。所以，水系統(tǒng)在掘進(jìn)機(jī)的整個(gè)系統(tǒng)之中都占據(jù)著十分重要的地位。也正因如此，為了進(jìn)一步提高掘進(jìn)機(jī)的適應(yīng)性與實(shí)用性，對(duì)掘進(jìn)機(jī)外噴霧裝置進(jìn)行合理的改進(jìn)，提高其滅塵效果則具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。尤其是通過分析，我們可以看到目前許多掘進(jìn)機(jī)的外噴霧裝置都是固定式的反向凹字形，也就造成了在掘進(jìn)機(jī)截割頭的整個(gè)伸縮過程中水路的滅塵點(diǎn)并不是始終在截割滅塵點(diǎn)之上的，這也就大大的影響到整個(gè)外噴霧裝置的降塵效果。因此，在改進(jìn)設(shè)計(jì)中我們可以將掘進(jìn)機(jī)的外噴霧裝置改進(jìn)在掘進(jìn)機(jī)伸縮保護(hù)筒之上，并將外噴霧裝置設(shè)計(jì)成為圓弧形，這樣就能夠確保外噴霧裝置能夠與截割頭的伸縮作業(yè)進(jìn)行同步，確保水路滅塵點(diǎn)始終與截割頭的滅塵點(diǎn)處于重合的狀態(tài)之下，更好的達(dá)成降塵效果。

4.對(duì)裝載部件的分析

在現(xiàn)代化掘進(jìn)機(jī)上，其裝載部件主要由耙爪式、星輪式這兩種組成。因此，為了能夠進(jìn)一步提高掘進(jìn)機(jī)的適應(yīng)性，我們?cè)诰蜻M(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)改進(jìn)中，應(yīng)該將其裝載部件設(shè)計(jì)為既能夠安裝耙爪式，又能安裝星輪式的結(jié)構(gòu)，使其在相互之間能夠互相調(diào)換。并且將耙爪設(shè)計(jì)為組裝形式，使得耙爪既能夠當(dāng)單耙爪使用，又可以安裝上副耙爪當(dāng)雙耙爪使用，進(jìn)一步提高掘進(jìn)機(jī)耙裝生產(chǎn)效率。

5.對(duì)鏟板的分析

鏟板作為負(fù)責(zé)承接與鏟取物料的重要裝置，其對(duì)掘進(jìn)機(jī)的整體裝載性能起著至關(guān)重要的影響，也正因如此，為了能夠更好的提高掘進(jìn)機(jī)的適應(yīng)性，滿足不同用戶的實(shí)際需求，在鏟板的設(shè)計(jì)改進(jìn)上，我們可以將鏟板設(shè)計(jì)為既有中間棱線的鏟板，又有平面的鏟板。而鏟板的前緣則可以根據(jù)實(shí)際物料鏟取的要求設(shè)計(jì)為不同的前緣，并可以進(jìn)行隨意的更換。此外，為了能夠與單、雙耙爪結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，在鏟板的設(shè)計(jì)上也應(yīng)該相應(yīng)配合設(shè)計(jì)有主、副鏟板，從而更好的適應(yīng)轉(zhuǎn)載要求，也使得在鏟板的升降過程中不會(huì)出現(xiàn)落煤?jiǎn)栴}。

6.對(duì)行走機(jī)構(gòu)履帶的分析

履帶是掘進(jìn)機(jī)與地面之間直接進(jìn)行接觸的重要部分，也正因如此，履帶對(duì)掘進(jìn)機(jī)的機(jī)械附著性與行走質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。所以，為了能夠提高掘進(jìn)機(jī)的適應(yīng)性，滿足更多用戶對(duì)不同施工作業(yè)環(huán)境、實(shí)際情況的選用需求，在設(shè)計(jì)制造上，應(yīng)該對(duì)掘進(jìn)機(jī)工作場(chǎng)合的接地比壓不同，將履帶板設(shè)計(jì)成不同的寬度。同時(shí)，針對(duì)不同的施工現(xiàn)場(chǎng)條件要求與行走路面，將履帶板的表面形狀設(shè)計(jì)為不同的形式，如：?jiǎn)温拇?、短履刺、平履刺、三履刺等?/p>

7.對(duì)行走機(jī)構(gòu)動(dòng)力元件的分析

電動(dòng)機(jī)與液壓馬達(dá)作為行走機(jī)構(gòu)的兩個(gè)重要?jiǎng)恿υ?，在干燥的環(huán)境下往往選用電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而在潮濕或者淋水的環(huán)境下則采用馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。因此，為了能夠有效提高掘進(jìn)機(jī)的機(jī)械適應(yīng)性，在對(duì)掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)動(dòng)力元件進(jìn)行設(shè)計(jì)改造中，我們可以設(shè)計(jì)為電動(dòng)機(jī)與液壓馬達(dá)相互互換的模式，也就是說，用戶無論出于潮濕或者干燥的環(huán)境下，都能夠通過動(dòng)力元件之間的替換進(jìn)行正常作業(yè)。而這里需要注意的是，為了確保相互互換后的掘進(jìn)機(jī)能夠保持相同的行走速度，還應(yīng)該相應(yīng)的設(shè)計(jì)一個(gè)減速器，從而確保掘進(jìn)機(jī)的行走速度不變。

這里需要注意的是，掘進(jìn)機(jī)與一般的行走車輛不同，并不需要對(duì)掘進(jìn)機(jī)的行走速度進(jìn)行大范圍的調(diào)整，只需要將關(guān)注的焦點(diǎn)放在掘進(jìn)機(jī)在工作過程中推進(jìn)速度以及在調(diào)整過程中的行走速度這兩檔之上就可以了。所以，對(duì)于采取液壓驅(qū)動(dòng)行走方式的掘進(jìn)機(jī)，在快速行走的過程中，截稿頭不鉆人，只有將供給截割頭鉆進(jìn)的液壓油，提供給馬達(dá)時(shí)，才可以進(jìn)行快速行走，而這個(gè)系統(tǒng)在實(shí)際的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中是十分容易實(shí)現(xiàn)的。

8結(jié)束語

可以說無論在新型掘進(jìn)機(jī)的開發(fā)研制上，還是對(duì)現(xiàn)有掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)改造上，其根本目的都是為了使掘進(jìn)機(jī)能夠具備更大的實(shí)用價(jià)值。尤其是近些年來，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，掘進(jìn)機(jī)被廣泛應(yīng)用于國(guó)民建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域之中，并發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。所以，進(jìn)一步提高掘進(jìn)機(jī)的適應(yīng)性，使得能夠滿足更多用戶的不同需求早已成為當(dāng)前掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)研究的重點(diǎn)所在。因此，筆者也是基于這方面的考慮，結(jié)合個(gè)人多年實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，通過本文提出提高掘進(jìn)機(jī)適應(yīng)性的設(shè)計(jì)改進(jìn)方案，以期為廣大同行在今后的設(shè)計(jì)工作上提供有益的參考與借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]李曉豁.提高掘進(jìn)機(jī)適應(yīng)性的設(shè)計(jì)與研究[J]黑龍江科技學(xué)院學(xué)報(bào).2003（06）

[2]張?chǎng)?，李新?掘進(jìn)機(jī)截割頭運(yùn)動(dòng)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[A].中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)煤礦機(jī)電一體化專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)煤礦電工專業(yè)委員會(huì)2004年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C].2004

[3]李曉豁.基于模塊化系列化的掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)[J]煤礦機(jī)電.2003（10）

[4]黃丙慶.盾構(gòu)機(jī)刀盤設(shè)計(jì)參數(shù)的適應(yīng)性研究[D]天津大學(xué).2009（05）

[5]李曉豁，程?hào)|堂. 掘進(jìn)機(jī)截割工況參數(shù)的研究[J].煤礦機(jī)械.1991（02）