煤礦綜掘機(jī)液壓張緊裝置的改進(jìn)研究

張文杰

（山西潞安集團(tuán)蒲縣常興煤業(yè)有限公司， 山西 臨汾 041207）

引言

目前，掘進(jìn)機(jī)在煤礦開采中應(yīng)用較為廣泛，采掘工作存在較高的機(jī)械化水平。掘進(jìn)機(jī)的構(gòu)成部分主要有裝載部、行走部、液壓體系等，詳見圖1。生產(chǎn)過程中，由于受到張緊拉力，第一輸送機(jī)的鏈條和行走履帶導(dǎo)致對張緊產(chǎn)生一定的影響，因此，需要對這兩個(gè)部件進(jìn)行不定期的張緊操作，同時(shí)必須對張緊裝置進(jìn)行有效的改進(jìn)。

圖1 掘進(jìn)機(jī)總圖

1 掘進(jìn)機(jī)的構(gòu)成及張緊裝置結(jié)構(gòu)

1）第一運(yùn)輸機(jī)的構(gòu)成部分主要有張緊裝置、脫鏈器等。該運(yùn)輸機(jī)安裝于機(jī)器的中間部位，前部則與主機(jī)架和鏟板形成有效的鉸接，后部則配置于機(jī)架的上部。在這個(gè)位置上來安裝相應(yīng)的墊塊，根據(jù)實(shí)際的需求來抬高輸送機(jī)的后端，促使拆卸的高度得以提升[1]。這一輸送機(jī)所發(fā)生的作用主要是借助扭矩較大的液壓馬達(dá)來實(shí)現(xiàn)的，刮板鏈條上所進(jìn)行的張緊操作是借助輸送機(jī)尾部安裝的張緊油缸來完成。

2）掘進(jìn)機(jī)上方安裝了履帶式行走單元。而行走單元的設(shè)置必須確保對稱性，分別實(shí)施驅(qū)動(dòng)。各自利用強(qiáng)度較高的螺栓及機(jī)架來完成連接。左右履帶的行走單元減速后，為行走驅(qū)動(dòng)輪提供一定的動(dòng)力，以帶動(dòng)履帶的運(yùn)行。行走單元的構(gòu)成部分主要履帶鏈、液壓馬達(dá)等。摩擦片式的制動(dòng)器也一種彈簧常閉式，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)運(yùn)行的時(shí)候，泵站不僅可以為液壓馬達(dá)進(jìn)行供油，而且可以為制動(dòng)器供油以推動(dòng)活塞，從而對彈簧進(jìn)行一定的壓縮，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)效果。掘進(jìn)機(jī)運(yùn)行過程中應(yīng)當(dāng)保持6 m/min的行走速度，利用黃油槍來將油脂出入到導(dǎo)向張緊裝置上油缸安裝的注油嘴上，從而對履帶鏈進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，在完成調(diào)整之后，裝入一定的墊板及鎖板，對注油油嘴的螺塞進(jìn)行調(diào)整，清除油缸的壓力后再旋緊螺塞，確保張緊裝置中所配置的活塞不會受到相應(yīng)的張緊力。

3）輸送機(jī)的履帶及鏈條松緊程度都需要經(jīng)過維修人員來控制相關(guān)的張緊手柄所實(shí)現(xiàn)的，對張緊油缸進(jìn)行有效的控制，活塞在向后發(fā)生移動(dòng)的時(shí)候來調(diào)節(jié)墊板，促使張緊操作得以順利進(jìn)行。以往采用的掘進(jìn)機(jī)安裝的張緊設(shè)備的原理圖詳見圖2。油液的液壓泵存在兩條輸出油路，一路經(jīng)過換向閥而進(jìn)入到升縮油缸之內(nèi)，對截割頭進(jìn)行的一系列操作進(jìn)行控制，一路則需要借助單向閥與張緊閥來發(fā)揮自身的作用，增強(qiáng)張緊操作的效果[2]。該系統(tǒng)對各個(gè)油路的控制作用主要是借助梭閥與溢流閥來實(shí)現(xiàn)，其中兩種閥門的數(shù)量分別為1個(gè)和2個(gè)。張緊油路所采用的液壓泵同時(shí)也對截割頭中的升縮油路發(fā)揮作用，但是兩者是彼此獨(dú)立的。

2 傳統(tǒng)張緊方式的不足

圖2 改進(jìn)前液壓系統(tǒng)原理圖

1）張緊裝置的閥件極易受到損壞，且十分容易發(fā)生故障，在進(jìn)行修復(fù)時(shí)一旦出現(xiàn)損壞，將無法進(jìn)行修復(fù)，只能更新，這就導(dǎo)致設(shè)備的檢修成本及發(fā)生故障的概率不斷提升。

2）張緊裝置所需的油管具有一定的特殊性，其他的油管并不具備通用性，存在一定的局限性。

3）操作較為復(fù)雜，單次張緊僅僅處理一處，對檢修的效率造成了極大的影響。

3 改進(jìn)方法

通過采用六個(gè)小于10 mm的截止閥來對升縮油路的一系列操作進(jìn)行控制，將其中兩個(gè)油路進(jìn)行合并，這就簡化了張緊單元及其他的部件，避免了故障的發(fā)生，同時(shí)也降低了檢修作業(yè)的成本[3]。

改進(jìn)方案：將張緊裝置及其他的部件進(jìn)行完全拆除，利用各個(gè)油路、截止閥來將履帶及一運(yùn)的張緊油缸與截割頭上方安裝的升縮油路進(jìn)行有效連接，這就簡化了張緊這個(gè)環(huán)節(jié)，六個(gè)截止閥主要對六個(gè)油路進(jìn)行分別控制，通哪一路就僅僅需要將該路的截止閥進(jìn)行開啟，將其他各個(gè)油路中的截止閥關(guān)掉。其原理如圖3。

4 改進(jìn)之后的效果分析

1）張緊裝置改進(jìn)之后，具有較大的優(yōu)勢，如操作流程得以簡化、故障的發(fā)生率降低等，極大促進(jìn)了掘進(jìn)機(jī)的生產(chǎn)及檢修，縮短了工作時(shí)間，降低了檢修作業(yè)的強(qiáng)度及成本。在實(shí)際操作的過程中，張緊油管這一環(huán)節(jié)被省去，簡化了操作的流程，有助于檢修作業(yè)的正常開展。以往所采取的張緊裝置在進(jìn)行操作的時(shí)候，大約為1次/h，經(jīng)過本次改良，每一次張緊僅僅需要10 min，降低了檢修的強(qiáng)度，縮短了檢修的時(shí)間?，F(xiàn)將改進(jìn)之后的裝置應(yīng)用到礦井的實(shí)際生產(chǎn)中，可極大提升生產(chǎn)效率。

2）液壓張緊裝置改進(jìn)之后，將其運(yùn)用到礦井的實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)濟(jì)效益明顯。以往所采取的張緊裝置價(jià)格為9 500元/套，特殊的張緊油管、兩個(gè)溢流閥、梭閥于節(jié)流閥的費(fèi)用分別為1 400元、900元和1 800元，其總價(jià)格超出了13 600元。以煤礦有10臺掘進(jìn)機(jī)作業(yè)為例，根據(jù)每臺設(shè)備在每年可應(yīng)用于兩個(gè)掘進(jìn)頭來進(jìn)行計(jì)算，平均每年會為煤礦節(jié)省超過20萬元的設(shè)備和材料成本。更為重要的是改進(jìn)后的張緊裝置大大降低了綜掘機(jī)故障率，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)減輕了維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，從而保證了煤礦安全生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

圖3 改進(jìn)后液壓系統(tǒng)原理圖