對懸臂式掘進機行走機構的設計要點

趙光旭

摘要：懸臂式掘進機作為煤礦企業(yè)的主要生產(chǎn)設備，其使用性能會對煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效益產(chǎn)生直接影響。而掘進機行走機構又是懸臂式掘進機的重要組成部分，是其正常運行的重要基本前提所在。所以加強對懸臂式掘進機行走機構的研究力度，并做好其各個部件的優(yōu)化設計工作尤為重要。

關鍵詞：懸臂式掘進機;行走機構;優(yōu)化設計

前言：

正是因為行走機構是掘進機的重要組成部分，其關系到掘進機能否正常運行。所以進一步提高行走機構的可靠性與耐久性，對確保懸臂式掘進機的正常使用，提高煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效益都有著決定性的影響。為此以下筆者即結合個人從事掘進機研究工作的實踐經(jīng)驗與相關參考文獻，就懸臂式掘進機行走機構的優(yōu)化設計加以粗淺的探討，并提出需要注意的幾處設計要點，以供廣大同行參考借鑒。

1.懸臂式掘進機行走機構

對于懸臂式掘進機而言行走機構是其最為重要的組成部分，這是因為行走機構主要負責將懸臂式掘進機順利的帶入到施工現(xiàn)場之中。而在掘進過程中，如若遇到巖石層，掘進機行走機構還能有效進行巷道的斷面工作，破碎斷面中的巖石塊，保證巷道正常通行，實現(xiàn)掘進機的前進。此外，行走機構還能夠有效控制懸臂式掘進機的行走速度，并且確保巖石支護以及其他的輔助功能得以順利的發(fā)揮。

懸臂式掘進機行走機構的動力源，按照驅動形式可以將其分為兩種，即：電機驅動、液壓馬達驅動。

懸臂式掘進機行走機構的鋁履帶板按照結構形式可分為兩種：即：整體式懸臂履帶板、滾子式懸臂履帶板。而因為滾子式懸臂履帶板的機構相對整體式懸臂帶板而言更加的復雜，且損壞概率更高，所以實際的使用范圍相對較小。鑄造與鍛造形式的整體式懸臂履帶板的使用更為常見，更加符合我國煤礦開采工作需求。

履帶鏈支撐的方式主要有兩種，即：支重輪式、和摩擦板式。雖然支重輪式懸臂式掘進機的行走結構較為復雜，支重輪損壞率較高。但是因其在煤炭井下作業(yè)的傳動效率較高，可以在不同環(huán)境下廣泛應用。而摩擦式懸臂式掘進機的行走機構雖然不容易被損壞，但是功能相對較為單一，且傳動效率相對較低。所以，為了進一步提高摩擦懸臂式掘進機的傳動效率，可以根據(jù)不同的開采環(huán)境選擇不同的履帶進行支撐。需要注意的是履帶屬于掘進機負重最大的裝置，因此在設計過程中必須要給予高度的重視。

2.懸臂式掘進機行走機構的優(yōu)化設計與注意要點

目前在市場上廣為流通的懸臂式掘進機型號眾多，種類豐富，因此為了能夠進一步剖析與梳理懸臂式掘進機行走機構，讓更多的人對行走機構擁有更為深入的理解，筆者以JSCZ132型號的懸臂式掘進機為例，進行設計研究。

第一，確保結構設計的合理化。在對懸臂式掘進機的行走機構進行優(yōu)化設計時，必須要保證其結構設計的合理化。也就是說在懸臂式掘進機行走機構的設計過程中必須要確保每一個部件設計的合理性。如，在支重輪的設計過程中，設計工作者應該根據(jù)煤礦開展作業(yè)的實際情況以及井下地面環(huán)境情況，選擇適當?shù)闹е叵到y(tǒng)，采取恰當?shù)闹е剌喸O計方法，以滿足支重輪的合理轉換。同時，確保行走機構結構設計的合理化，還能夠有效節(jié)約施工能源。所以在行走機構設計過程中，必須要保證每一個部件的性能都能夠滿足掘進機的基本需求。而如若支重輪無法滿足時，則可以使用簡易的備用輪，確保懸臂式掘進機的正常使用，降低開采時間成本與資金成本，實現(xiàn)開采資源的最優(yōu)配置。當履帶式機械實施倒擋作業(yè)時，如若在穿越的過程中遇到了障礙物，那么則可以將所有的重量都放置在其中一個支重輪上。所以，在行走機構張緊輪的設計過程中，應該對軸承外套和O形圈的固定配置進行合理的優(yōu)化設計，從而確保懸臂式掘進機行走機構在操作過程中的合理性。

第二，確保結構設計的節(jié)能化。目前我國絕大多數(shù)煤炭企業(yè)的供電功率因素相對較低，也就影響了整體的供電質量，使得整個電力系統(tǒng)的供電質量都無法得到有效的保證。而懸臂式掘進機效率往往對電力功率因素的大小有著決定性的影響，并且掘進機在實際工作過程中還會產(chǎn)生大量的損耗。所以此時可以在懸臂式掘進機上加裝一個就地補償?shù)难b置，專門用來提高供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，可以通過補償裝置降低機電損耗值，實現(xiàn)降低電損的目的。尤其是與傳統(tǒng)的懸臂式掘進機相較，JSBZ132型號的懸臂式掘進機，其行走機構變化相對較大，需要通過主要參數(shù)加以確定，同時輔以履帶架的設計和計算，并且依據(jù)實際施工情況進行校驗。目前，很多煤炭企業(yè)的掘進機機械設備的功率都比較低，使得掘進機自身的運轉損耗在總能源消耗當中占據(jù)很大的比例，嚴重時運轉損耗與工作效率持平，掘進機設備的損耗過大，降低煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效益。所以要想進一步確保掘進機設備能夠平穩(wěn)、勻速的作業(yè)，在設備運行過程中避免出現(xiàn)時而塊、時而慢的現(xiàn)象。此外，掘進機功率在日常運行過程中，往往不會出現(xiàn)較大的起伏現(xiàn)象，而工作電流的大小對供電電壓大小又起到?jīng)Q定性的影響。所以供電電壓越高，掘進機設備在運行過程中的電流也就越小，兩者呈現(xiàn)出反比關系。但如若低電壓供電線路過長，那么就會使整個線路系統(tǒng)的阻抗被加大，從而形成大量的損耗問題，因此要合理的控制線路長短。

結束語：

綜上所述，本文筆者就懸臂式掘進機行走機構的優(yōu)化設計及其注意要點展開粗淺的探討，也是希望能夠為廣大同行在今后懸臂式掘進機行走機構的設計上提供一些有益的參考建議。尤其是懸臂式掘進機的實際使用性能，還會受到煤礦開發(fā)環(huán)境以及機型工況等諸多因素的影響，所以在今后的工作中更要加強對懸臂式掘進機行走機構的設計研究，從而在進一步確保懸臂式掘進機行走機構正常使用的前提下，最大限度的保證懸臂式掘進機的最優(yōu)使用性能，為煤礦企業(yè)帶來最佳的生產(chǎn)效益。

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