對掘進機裝運機構(gòu)的改進設(shè)計

張福昌

(久益環(huán)球(天津)裝備制造有限公司，天津 300308)

?

對掘進機裝運機構(gòu)的改進設(shè)計

張福昌

(久益環(huán)球(天津)裝備制造有限公司，天津 300308)

結(jié)合個人對掘進機裝運機構(gòu)的研究經(jīng)驗與相關(guān)文獻，從掘進機使用角度入手，對掘進機裝運機構(gòu)在實際使用過程中存在的問題進行探討，提出了相應(yīng)的改進措施，以促進掘進機裝運機構(gòu)功能與技術(shù)的完善。

掘進機；裝運機構(gòu)；改進設(shè)計

裝運機構(gòu)作為掘進機最為重要的組成部分，其環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)會對掘進機的使用性能產(chǎn)生巨大影響，影響掘進機的整體生產(chǎn)能力與可靠性，因此，應(yīng)對掘進機的裝運結(jié)構(gòu)進行深入研究與探討，做好改進設(shè)計工作。筆者結(jié)合相關(guān)參考文獻與個人實踐工作經(jīng)驗，以BZ160掘進機為例，就掘進機裝運機構(gòu)的改進設(shè)計提出幾點建議，以供參考。

1 掘進機裝運機構(gòu)存在的問題

據(jù)調(diào)查分析，絕大多數(shù)掘進機的裝運機構(gòu)在實際使用過程中會發(fā)生以下幾個問題：

第一，在煤和清底時鏟板部位還存在著一定的死角，以致于一旦煤堆落到鏟板的兩側(cè)死角內(nèi)，就必須要依靠人工協(xié)作才能順利完成裝運工作。第二，由于鏟板部的星輪驅(qū)動裝置是由鋼板組合焊接而成的，在實際作業(yè)過程中，如果加工量較大，常常會出現(xiàn)焊接變形、星輪輪爪開焊斷裂的問題。第三，因為星輪輪爪的擋煤面是平面，使得在實際作業(yè)過程中煤極易受到慣性作用的影響而被甩出，這對收料是極為不利的。第四，因為左右兩個星輪在實際運行過程中往往無法達成同步，不能符合規(guī)范要求，也就在運行時造成了較大的阻力。第五，由于第一運輸機的運輸效率較低，且溜槽底板的磨損十分嚴重，無法繼續(xù)使用，需要時常予以更換。第六，由于第一運輸機時常發(fā)生卡鏈、跳鏈的問題，嚴重影響了掘進機的生產(chǎn)能力。

2 對掘進機裝運機構(gòu)的改進設(shè)計

筆者以EBZ160掘進機為例，運用國內(nèi)外的一些新技術(shù)，對裝運機構(gòu)實施改進設(shè)計，以期進一步增強掘進機裝運機構(gòu)的實際裝運能力，提高掘進機裝運機構(gòu)在實際作業(yè)過程中的可靠性與穩(wěn)定性，進而更好地實施施工作業(yè)，服務(wù)于煤礦企業(yè)。

2.1 對掘進機鏟板部的改進設(shè)計

掘進機鏟板部是由鏟板體、星輪驅(qū)動裝置、動輪三部分共同組成的，其最大的作用是收集切割破落下來的煤，將其耙裝至中間第一輸送機。為解決掘進機鏟板部在實際作業(yè)過程中存在的問題，做出以下改進設(shè)計。

第一，對鏟板體進行改進設(shè)計。鏟板體由主鏟板、左側(cè)鏟板、右側(cè)鏟板通過高強度的螺栓連接在一起組合而成。傳統(tǒng)掘進機的鏟板體主鏟板與左側(cè)鏟板、右側(cè)鏟板的上表面往往處在同一平面，內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，且需要進行大量的焊接工作。在焊接過程中，任何一個環(huán)節(jié)不合理，就會造成嚴重的變形，矯形也十分困難，難以確保加工精度，也會使星輪下平面與鏟板表面的間隙難以得到有效保障。在長期的使用過程中，主側(cè)鏟板的聯(lián)結(jié)螺栓極易受到剪切而損壞。筆者提出雙鏡面大傾角的改進設(shè)計建議，讓主鏟板的運料面為兩平面，夾角為5°，分別與左側(cè)鏟板和右側(cè)鏟板成同一水平面。這樣設(shè)計的最大好處是方便鏟板裝料、清底，降低了鏟板兩側(cè)的厚度，最大限度避免了錯誤操作而導(dǎo)致的掘進機截割部與鏟板發(fā)生碰撞，延長了掘進機的使用壽命。對于主要的受力板，在下料時應(yīng)使用整體板材，這樣不僅能提高受力性能，整體結(jié)構(gòu)也相對簡單。此外，還應(yīng)通過鉸制孔螺栓定位、高強度螺栓連接增加定位銷與后端的連接，使其固定于主側(cè)鏟板的前端連接板上，以避免因為縱向竄動而導(dǎo)致聯(lián)結(jié)螺栓發(fā)生損壞。

第二，對星輪驅(qū)動裝置進行改進設(shè)計。因為結(jié)構(gòu)簡單、可靠性較高、成本較低等諸多優(yōu)勢，直接驅(qū)動方式得到了廣泛的推廣應(yīng)用，但是在實際作業(yè)過程中往往會出現(xiàn)左、右星輪無法同步的問題。筆者選用閥式分流驅(qū)動方法，即由一個控制閥對左、右兩側(cè)的液壓馬達進行控制，驅(qū)動三齒星輪進行轉(zhuǎn)動，從而使左、右兩側(cè)的液壓馬達能夠在實際施工作業(yè)過程中得到均衡的流量，從而使左、右星輪在運轉(zhuǎn)過程中保持一致。此外，還要將焊接式的平直三齒星輪改進為整體鑄造式的弧形三齒星輪，圓弧曲面的輪爪不僅提高了星輪轉(zhuǎn)動的平穩(wěn)性與強度，還大大提高了掘進機的裝載效率，改進設(shè)計如圖1所示。

圖1 改進設(shè)計后的鏟板部Fig.1 The shovel plate after improved design

2.2 對掘進機第一運輸機的改進設(shè)計

掘進機的第一運輸機由溜槽、驅(qū)動裝置、刮板鏈、張緊裝置組合而成，最大的作用就是將裝載機構(gòu)收集的物料轉(zhuǎn)移運送至掘進機后的轉(zhuǎn)載設(shè)備上。為有效解決第一運輸機在作業(yè)中存在的問題，做出以下改進設(shè)計。

第一，對溜槽進行的改進設(shè)計。傳統(tǒng)的掘進機在上山掘進的過程中，往往物料的傾斜角度逐漸變化，超過了掘進機自身的安息角，以致于物料發(fā)生下滑，嚴重降低了掘進機的實際運輸能力。筆者提出平面機構(gòu)的改進方法，使前溜槽與后溜槽在實際送料過程中的位置在同一平面上，使物料的實際運動軌跡呈現(xiàn)小斜率直線行駛，進一步提高運輸機的平穩(wěn)性，降低運輸過程中產(chǎn)生的阻力。同時，還應(yīng)改變輸送機前部與掘進機本體之間的連接方式，將輸送機的前端做成叉口，并將其插入到鏟板和掘進機本體連接的鉸接銷軸上，從而有效保持間隙的恒定不變，改進設(shè)計如圖2所示。

圖2 改進設(shè)計后的溜槽結(jié)構(gòu)Fig.2 Chute structure after improved design

第二，對驅(qū)動裝置進行改進設(shè)計。驅(qū)動架的鏈輪中心與后溜槽的開口槽中心處于一致狀態(tài)，因此傳統(tǒng)的掘進機第一運輸機極易發(fā)生卡鏈問題。采取將驅(qū)動架鏈輪中心上調(diào)15 mm的方法，使二者不處于一致狀態(tài)，即可有效解決實際作業(yè)過程中的卡鏈問題，使第一運輸機的運行變得更加順暢。

第三，對張緊裝置進行改進設(shè)計。傳統(tǒng)的掘進機采用的是油脂缸張緊方式，此種方式的生產(chǎn)效率極低，且需要較大的人工勞動強度，油搶也極易發(fā)生損壞。將其改進為液壓張緊方式，不僅操作簡單便利，且具有很強的緩沖能力，能夠進行適度張緊，有利于掘進機的施工作業(yè)。

3 結(jié)語

筆者以BZ160掘進機為例進行分析，提出了掘進機裝運機構(gòu)在實際使用過程中存在的問題，提出了相應(yīng)的改進設(shè)計方案，旨在為廣大同行提供有益參考。希望在今后的工作中不斷完善掘進機裝運機構(gòu)，優(yōu)化裝運機構(gòu)，提高掘進機的整體設(shè)計水平、制造水平，最大限度地提高掘進機的開采效果，獲得更大的經(jīng)濟效益。

[1] 蔡璐，馬超，孟凡雷，等.掘進機裝運機構(gòu)存在問題及改進設(shè)計[J].煤炭工程，2013，(01)：77-78.

[2] 陳雪飛，廉自生.掘進機裝運機構(gòu)的設(shè)計改進[J].機械工程與自動化，2011，(04)：59-60.

[3] 劉志明，王晉.EBZ160Z掘進機裝運機構(gòu)的設(shè)計[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016，(06)：91-92.

[4] 楊國棟，黃華掘.進機一體伸縮式裝運機構(gòu)的設(shè)計[J].煤礦機械，2013，(07)：64-65.

[5] 薛雷光.掘進機裝運機構(gòu)裝運能力設(shè)計[J]科技創(chuàng)業(yè)家，2013，(01)：104-105.

[6] 王韶蓓.掘進機裝運機構(gòu)設(shè)計[C]//中國科協(xié)2005年學(xué)術(shù)年會第20分會場論文集，2005.

Improved design of boring machine shipping mechanism

ZHANG Fu-chang

(Jiuyi Global (Tianjin) Equipment Manufacturing Co., Ltd., Tianjin 300308, China)

Based on the research experience and related literature of the boring machine, the problems existing in the actual use of the boring machine are discussed. The corresponding improvement measures are put forward to promote the function and technology of shipping mechanism.

Boring machine; Shipping mechanism; Improved design

2017-04-02

張福昌(1984-)，男，機械工程師，本科。

TD421

A

1674-8646(2017)10-0024-02