EBZ160窄機身掘進機行走機構設計

王法冬 烏利鵬

摘 要：本文闡述了EBZ160窄機身掘進機行走機構的設計思路，介紹了掘進機履帶行走機構的組成及工作原理，提出了主要參數的計算方法及設計意義。

關鍵詞：窄機身掘進機；接地比壓；牽引力；張緊

中圖分類號： TD421 文獻標識碼：A

現有掘進機型號不能滿足更小巷道的掘進作業，由此窄機身掘進機應運而生，為滿足煤礦安全、高效生產提供了便利。其中，行走機構是掘進機進行各種作業的保證，其性能的好壞直接影響掘進機的使用，因此要重視對行走的研究和設計，以安全可靠為出發點，使其能夠經受住各種工況的考驗。

1 工作原理。支重輪、張緊輪、液壓馬達及行走減速機、漲緊油缸、履帶鏈、履帶架是EBZ160窄機身掘進機行走機構主要組成部分。窄機身行走機構的工作原理是：高壓油經液壓泵被輸送到液壓馬達中，液壓馬達旋轉，從而驅動鏈輪獲得減速機傳遞的馬達扭矩，完成與履帶鏈咬合，實現掘進機的行走。

2 接地比壓的確定。EBZ160窄機身掘進機設計參數為，整機重力G=450kN，接地長度L=3070mm，兩條履帶間距B=1550mm，履帶板寬度b=450mm。平均接地比壓表達式如下：

式中：b—履帶板寬度，mm；L—單邊履帶鏈的接地長度，mm；G—掘進機重力，kN；P—平均接地比壓，MPa；

經上述公式驗算，得出平均接地比壓P=0.163 MPa。平均接地比壓是行走機構的一個重要參考指標，通常推薦接地比壓P≤0.14 MPa。但是，機器的實際行駛通過性和工作穩定性并不能由平均接地比壓真實地反映的，而是由最大接地比壓反映出來的。這是因為掘進機重心一般不會恰好與履帶接地 區段的幾何中心相重合。因此在設計時，應將整機重心設計在履帶接地梯形核心域內，當機器重心越出這個區域時，最大接地比壓必然大幅度增加，影響機器的正常工作。

最大接地比壓表達式：

式中：c—橫向偏心距，mm；e—縱向偏心距，mm；B—兩條履帶中心距，mm；Pmax—履帶最大接地比壓，MPa；其余符號同上。

EBZ160窄機身掘進機重心橫向偏心距c=16mm，縱向偏心距e=622mm，經上述公式計算得最大接地比壓Pmax=0.368MPa 。

3 單側行走機構牽引力的確定。在最大設計坡度上，掘進機轉彎、爬坡和作業，行走機構的最小牽引力應能滿足需要。水平路面履帶的附著力應大于最大牽引力。在通常情況下，履帶行走機構轉彎與掘進機作業、爬坡不同時進行，單側的牽引力在水平面轉彎時最大，故單側行走機構的牽引力為：

單側行走機構的牽引力，kN；R1— 單側履帶鏈對地面的滾動阻力，kN；G1— 單側行走機構承受的掘進機的重量，kN；μ— 轉向阻力系數，取值范圍0.8～1.0；n — 掘進機重心與接地形心的縱向偏心距，mm；? — 滾動阻力系數，取值范圍0.08-0.10；其余符號同上。

為簡化計算，假定EBZ160窄機身掘進機的n取零，μ按最大值選取，通過計算得出單側牽引力T1為245 kN，則整機牽引力T為490 kN。

4 行走機構履帶的張緊。傳統履帶張緊用黃油槍向油缸中注入潤滑脂，使活塞桿推動托架和張緊輪組向前平移，從而使履帶鏈張緊，但黃油槍張緊操作比較費力，再加上有時容易泄漏失壓，造成履帶鏈下垂松弛，所以這種方法逐漸被替代。EBZ160窄機身掘進機履帶的松緊程度是靠張緊油缸推動張緊輪組調節的。張緊機構采用的油缸為單作用液壓缸，通入液壓油從而推動油缸向前移動使履帶張緊，方便省力。

EBZ160窄機身掘進機所用履帶板q為0.00126 kN/mm，取懸垂度h為50 mm，張緊輪與驅動輪中心距a為3070 mm，最終算得張緊力T0為59.4 kN。

結語

掘進機行走機構是一個非常重要的部件，其作用是帶動掘進機在井下巷道實現前進切割煤巖、后退和轉彎等運動，同時又是整機聯接、支撐的平臺，有時輔助截割機構調整位置清理邊角煤。它的性能和結構的可靠性將影響整個掘進機的工作性能。

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