EBZ150Ⅱ型懸臂式掘進(jìn)機(jī)優(yōu)化設(shè)計及應(yīng)用①

許根蓮 蔣琳 劉艷

摘 要：EBZ150II型懸臂式掘進(jìn)機(jī)在躍進(jìn)礦實際生產(chǎn)過程中，開式主鏟板產(chǎn)生回頭煤太多，多次出現(xiàn)小刮板機(jī)卡死現(xiàn)象。其次液壓系統(tǒng)也不適合實際生產(chǎn)需要。為此對鏟板和液壓系統(tǒng)

進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計改造，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：鏟板 液壓系統(tǒng) 刮板

中圖分類號：TB47 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（b）-0122-01

EBZ150II型懸臂式掘進(jìn)機(jī)是集截割、裝運(yùn)和行走于一體的綜合掘進(jìn)設(shè)備，屬于懸臂式縱向截割的大斷面掘進(jìn)機(jī)。本機(jī)采用了電機(jī)和液壓混合傳動方式，操作簡便，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、可靠。配有內(nèi)噴霧和外噴霧，有效抑制截割過程中產(chǎn)生的粉塵，本機(jī)采用獨(dú)特的分裝運(yùn)系統(tǒng)，降低了截割煤（巖）過程中裝運(yùn)機(jī)構(gòu)的事故發(fā)生率，改善了裝運(yùn)效果，提高了裝運(yùn)能力。基于如此多優(yōu)點(diǎn)，躍進(jìn)礦礦選用此型設(shè)備，但在實際生產(chǎn)過程中，也暴露了很多問題：首先是開式主鏟板產(chǎn)生回頭煤太多，易產(chǎn)生第一運(yùn)輸機(jī)上小刮板機(jī)卡死現(xiàn)象。其次液壓系統(tǒng)也不適合躍進(jìn)礦生產(chǎn)。為此進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計及改進(jìn)使掘進(jìn)機(jī)能更好地適用于礦井生產(chǎn)。

1 EBZ150II型懸臂式掘進(jìn)機(jī)

1.1 主要結(jié)構(gòu)及功能

EBZ150II懸臂式掘進(jìn)機(jī)在液壓、電氣控制下，可以輕松靈活地完成掘進(jìn)作業(yè)，主要由截割部、鏟板部、第一運(yùn)輸機(jī)、本體部、行走部、后支承部、潤滑系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和護(hù)板部等組成。掘進(jìn)機(jī)主要功能是實現(xiàn)連續(xù)切割、裝載和運(yùn)輸作業(yè)。適用于煤巷、半煤巖巷及軟巖的巷道掘進(jìn)，最大截割面積24 m2，截割硬度為80 MPa。適用環(huán)境溫度為0～30 ℃。

1.2 施工特點(diǎn)

（1）EBZ150II型掘進(jìn)機(jī)有高低2種掘進(jìn)速度，低速切割扭矩大，高速切割效益高。（2）掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)速度快，巷道成形好，安全系數(shù)高。（3）切割振動小，有可提高機(jī)器穩(wěn)定性的支腿裝置，工作穩(wěn)定性能好，使得整機(jī)可靠性能提高。

2 應(yīng)用中優(yōu)化設(shè)計及改進(jìn)

2.1 運(yùn)輸系統(tǒng)改進(jìn)

EBZ150II型掘進(jìn)機(jī)整個截割部通過升降液壓缸和銷軸安裝在主機(jī)架上，在回轉(zhuǎn)和升降液壓缸的聯(lián)動作用下，配合截割頭的旋轉(zhuǎn)從而完成破落爆巖的動作，裝運(yùn)部是把破落下的煤巖裝運(yùn)到掘進(jìn)機(jī)后部的第二運(yùn)輸機(jī)上，轉(zhuǎn)運(yùn)部由裝截部和第一運(yùn)輸機(jī)組成，裝載部是由鏟板、星輪和驅(qū)動馬達(dá)等組成，而問題就出在第一運(yùn)輸機(jī)與鏟板上，第一運(yùn)輸機(jī)的構(gòu)造，是由繞過機(jī)頭鏈輪和機(jī)尾鏈輪的無極循環(huán)刮板鏈作為牽引機(jī)構(gòu)，以溜槽作為承載機(jī)構(gòu)，使鏈輪帶動與之嚙合的刮板鏈連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)將裝在溜槽上的煤，拉到尾部卸載。卸載的同時又把一部分煤載到了溜槽的底部。通過刮板輸送源源不斷地推到了溜槽的下部及鏟板下部，這樣使刮板機(jī)轉(zhuǎn)不動卡死，這個問題在25072工作面使用中經(jīng)常出現(xiàn)，造成弊端：（1）需要停機(jī)后用長釬子把夾在溜子槽兩邊煤清開，然后用水沖下來。增加工人的勞動強(qiáng)度。（2）馬達(dá)長期滿負(fù)荷運(yùn)載，油溫升高快，系統(tǒng)壓力整體降低。（3）沖洗的水易使工作面窩頭積水造成掘進(jìn)機(jī)行走不便。（4）鏟板不能落到相應(yīng)底部，機(jī)器工作時易產(chǎn)生振動。針對上述問題，制定方案，把鏟板下的開口用540 mm×1200 mm×16 mm的鐵板封住。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中煤不再往鏟板下鉆，這樣保證了鏟板的落底。把第一運(yùn)輸機(jī)下面的溜槽底部的開口用540 mm×2000 mm×10 mm的鐵板封住全部封口。這樣使刮板在一個封閉的空間內(nèi)行走，即使有回頭煤也被刮板帶入槽子上部拉走。

2.2 液壓系統(tǒng)的改造

本掘進(jìn)機(jī)除截割頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動外，其余各部件的運(yùn)動均采用液壓驅(qū)動。液壓系統(tǒng)動力由一臺75 kW電機(jī)供給，75 kW電機(jī)通過齒輪箱驅(qū)動兩臺CBGJ2050/2040/2030三聯(lián)齒輪泵帶動六個可以相互獨(dú)立工作的液壓回路運(yùn)行實現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)的裝載，運(yùn)輸履帶漲緊，噴霧等功能。外來水經(jīng)過濾，減壓以后主要分為二路，一路線流入雙冷卻器和截割電機(jī)對液壓油和電機(jī)進(jìn)行冷卻后進(jìn)入外噴霧裝置。在掘進(jìn)機(jī)割煤時噴霧降塵；另一路流經(jīng)油箱和油泵電機(jī)進(jìn)行冷卻后分成兩路。一路直接進(jìn)行機(jī)尾噴霧和引射噴霧，另一路為高壓內(nèi)噴霧水泵供水，在掘進(jìn)機(jī)割煤時噴霧降塵。內(nèi)噴霧回路由一臺CBGJ2050/2040/2030中的40泵供油齒輪泵輸出的液壓油經(jīng)高壓膠管輸送到操縱臺上DL41-2換問閥進(jìn)入一個2K-80液壓馬達(dá)，馬達(dá)帶動一臺水泵運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行高壓內(nèi)噴霧，此回路的調(diào)定壓力為4～16 MPa。我礦25110工作面在井下-400水平面，掘進(jìn)機(jī)噴霧水源來自+170泵房，從+170～-400水源的壓力約5.7 MPa超過CBGJ2050/2040/2030中的40泵提供壓力。所以經(jīng)實際分析后用自壓水供給噴霧系統(tǒng)，這樣即省一臺40泵，一個2K-80液壓馬達(dá)機(jī)，節(jié)省能源，節(jié)省設(shè)備，減少維護(hù)。但是CBGJ2050/2040/2030是一個三聯(lián)泵，如果堵住40泵會把三聯(lián)泵憋壞。優(yōu)化設(shè)計：（1）把40泵并聯(lián)到50泵上改造液壓控制回路讓兩臺泵并聯(lián)控制第一運(yùn)輸機(jī)可大大提高刮板機(jī)的運(yùn)輸能力，可起到防止刮板卡死現(xiàn)象，提高整部掘進(jìn)機(jī)的工作能力。（2）當(dāng)運(yùn)輸回路50泵輸出的高壓油與行走回路50泵輸出的液壓在進(jìn)入SPL52/4換向閥之前合流進(jìn)入整個行走回路，實現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)行走馬達(dá)的快速運(yùn)轉(zhuǎn)，同時也增大牽引力。

3 改進(jìn)后的優(yōu)越性及效果

這些改進(jìn)在躍進(jìn)礦25110上巷掘進(jìn)時就充分顯現(xiàn)出了它的高產(chǎn)高效，故障率低的優(yōu)點(diǎn)：（1）液壓回路結(jié)構(gòu)簡單緊湊、效率高，牽引力明顯提高，行走有力，拉皮帶機(jī)尾時速度快，效率高。（2）第一運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸能力提高，鏟板及溜槽結(jié)構(gòu)合理，防止刮板卡死。（3）節(jié)省油馬達(dá)及一個水泵，減低能源消耗。（4）降低勞動強(qiáng)度，降低人工清煤次數(shù)，增加安全性。（5）提高整臺掘進(jìn)機(jī)工作能力。

4 結(jié)語

新型設(shè)備在使用過程中總有一些不適應(yīng)實際生產(chǎn)弊端，我們結(jié)合實際進(jìn)行改造減少設(shè)備維修量，提高生產(chǎn)效率，降低材料消耗，具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]張有齡.動力基礎(chǔ)的設(shè)計原理[M].科學(xué)出版社.

[2]第一工業(yè)部設(shè)計研究院.動力機(jī)器設(shè)計手冊[M].中國建筑工業(yè)出版社，1983.

[3]機(jī)械設(shè)計手冊，第2卷優(yōu)化設(shè)計，第4卷壓力容器與管路[M].機(jī)械工業(yè)出版社.