掘进机装运机构存在问题及改进设计

收稿日期：2012－05－05作者简介：蔡

璐（1982－），男，吉林四平人，硕士、工程师，现在中传重型装备有限公司主要从事掘进机研究设计

工作。

掘进机装运机构存在问题及改进设计

蔡

璐，马超，孟凡雷，郭伟岩

（中传重型装备有限公司综掘研究院，辽宁沈阳110121）

摘

要：装运机构是掘进机的一个重要组成部分，其装载运输能力大小直接决定着整机的生

产能力。文章从使用角度介绍了掘进机装运机构在使用过程中暴露出的一些问题，对装运机构进行改进设计，使掘进机装运机构结构更简单，工作更可靠，降低生产成本，延长掘进机整体使用寿命。

关键词：掘进机;装运机构;改进设计中图分类号：TD421.5文献标识码：B

文章编号：1671－0959（2013）01-

0122-03Problems Existed in Loading and Conveying Mechanism of Mine

Roadheader and Improved Design

CAI Lu ，MA Chao ，MENG Fan －lei ，GUO Wei －yan

（Research Institute of fully Mechanized Excavation ，China Transmission Heavy Equipment Company Ltd．，Shenyang 110121，China ）

Abstract ：A loading and conveying mechanism is an important composition part of the mine roadheader and the size of the loading and conveying capacity will directly determine the production capacity of the completed machine．From a view of the application ，the paper introduced some problems occurred in the application process of the loading and conveying mechanism in the mine roadheader．An improved design was conducted on the loading and conveying mechanism．Thus the loading and conveying mechanism of the mine roadheader could be simpler ，the operation would be more reliable ，the production cost would be reduced and the service life of the roadheader could be longer．Keywords ：mine roadheader ；loading and conveying mechanism ；improved design 综合机械化掘进就是以掘进机、转载机及可伸缩带式输送机配合作业线进行掘进作业。装运机构是掘进机的主要工作机构，装运机构由铲板部和第一运输机两部分组成，其主要作用是通过铲板部星轮驱动装置的旋转运动把由截割部割下并落在铲板上的煤（岩）块推到从动轮处，然后由第一运输机通过圆环刮板链把煤（岩）运输到掘进机后部主动链轮处，落到第二运输机上把煤（岩）运走。装运机构生产能力的大小直接决定着整机的生产能力，而其参数的选择、结构设计是否合理直接影响整机的适应性和可靠性。目前，掘进机的设计水平和技术日趋成熟，但现使用的掘进机仍然存在一些问题值得探讨改进。

1存在问题

通过对掘进机使用情况的调查，发现掘进机的装运机构经常在掘进过程中出现以下问题：

1）铲板部在煤（岩）和清底时还存在死角，有时煤（岩）堆落到铲板两侧死角需人工协助操作完成装运工作。

2）铲板部星轮驱动装置为钢板组焊而成，焊接变形较大，加工量大，星轮轮爪容易开焊断裂。

3）星轮轮爪挡煤面为平面，工作时煤（岩）受惯性影响，容易被甩出，不利于收料。

4）左右两个星轮运行不同步，达不到规范要求，运行阻力有时较大。

5）第一运输机运输效率低，溜槽底板磨损严重，不能继续使用，需要更换。

6）第一运输机刮板链经常出现卡链、跳链等现象。

2问题分析及机构改进

为更好地适应煤矿井下掘进工作需要，现采用一些国

内外新技术，对掘进机的装运机构进行升级优化改造，增加其装运能力，增强其结构强度，提高掘进机的可靠性、稳定性，改进后的装运机构如图1所示。下面以EBZ160掘进机为例对改进前后的掘进机装运机构进行对比分析：

2.1铲板部

掘进机铲板部的作用是将切割破落下来的煤（岩）进行

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21装备技术煤炭工程2013年第1期

图1改进后的装运机构

收集、耙装至中间第一输送机。铲板部主要由铲板体、星轮驱动装置和从动轮三部分组成。

2.1.1铲板体

铲板体由主铲板和左、右侧铲板通过高强度螺栓联接在一起。原主铲板及左、右两侧铲板上表面为同一平面，内部结构复杂、焊接量大，若焊接工艺不合理，会产生严重变形，导致矫形困难，加工精度难以保证，致使星轮下平面与铲板表面的间隙也无法保证。长时间使用后，主、侧铲板发生纵向窜动导致主、侧铲板联接螺栓受剪切损坏。

现铲板体改为双镜面大倾角，即主铲板运料面为两平面，夹角5ʎ，分别与左、右侧铲板成同一平面，不仅有利于铲板装料和清底，而且铲板体两侧厚度降低；可有效避免由于误操作致使掘进机截割部与铲板碰撞的可能，延长掘进机使用寿命。主要受力板采用整体板材下料，结构简单，受力性能明显改善，强度大大提高，有利于铲板装料和清底；可有效避免由于误操作致使掘进机截割部与铲板碰撞的可能，延长掘进机使用寿命。主、侧铲板前端联接板增加定位销、后端联接板通过铰制孔螺栓定位、高强度螺栓联接，防止主、侧铲板因长期使用而产生纵向窜动导致联接螺栓损坏。

2.1.2星轮驱动装置

铲板部液压马达直接驱动星轮的驱动方式因其环节少、结构简单、可靠性高、成本低而得到普遍应用，但经常出现左右星轮运转不同步现象。现将星轮驱动装置改为采用阀式分流，由一个控制阀控制左右液压马达，驱动三齿星轮转动，使两个液压马达在工作时能够获得均衡的流量，确保星轮在平稳一致的条件下工作，提高工作效率，降低故障率。驱动马达采用耐震动，保证无故障运行。改进前的星轮为焊接式平直三齿星轮，其不足在于焊接变形大，尺寸不易保证。现改为整体铸造式弧形三齿星轮，轮爪侧面为圆弧曲面。该星轮强度好，转动平稳，利于装料，装载效率提高。改进前及改进后铲板部如图2、图3所示。2.2第一运输机

第一运输机的作用是将装载机构收集起来的物料运至机后的转载设备上。它主要由溜槽、驱动装置、刮板链和张紧装置组成。

2.2.1溜槽

溜槽分为前溜槽和后溜槽两部分。改进前掘进机前溜槽运料面与掘进机履带行走面成8.5ʎ倾角，

后溜槽倾角17.5ʎ，物料运动轨迹为大斜率折线，掘进机在上山掘进过程中，物料倾斜角度变大，超过自身安息角，物料往往自行向下滑落、运输能力降低。现改进后采用平直机构，前、后溜槽送料面为同一平面，倾斜角度为9ʎ，物料运动轨迹为小斜率直线，运输阻力小、平稳性好，运输流畅不卡滞。

改变以往输送机前部与本体连接方式，取消本体配做的销孔，将输送机前端做成叉口插入到铲板和本体联接的铰接销轴上，以此来实现铲板尾端运料面板板与第一运输机前溜槽运料面前端过渡圆弧始终相切，保持间隙恒定不变。溜槽运料面钢板采用美国进口高强度耐磨复合“信铬钢”钢板，其耐磨性是低碳钢的30倍，是热处理耐磨钢的12倍，极大提高溜槽运料面耐磨性及使用寿命。改进前及改进后溜槽结构如图4、图5所示

。

图4改进前的溜槽结构

2.2.2驱动装置

改进前的驱动架链轮中心与后溜槽开口槽中心一致，容易产生卡链等问题。现将驱动架链轮中心向上调15mm，如图6、图7所示，可有效解决运输过程中卡链问题，使刮板链运行顺畅。

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2013年第1期煤炭工程装备技术