2種掘進(jìn)機(jī)機(jī)載錨桿鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置的比較

摘 要：簡(jiǎn)要介紹了2種掘進(jìn)機(jī)機(jī)載錨桿鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理，通過(guò)分析它們的結(jié)構(gòu)和工況，對(duì)比了2種回轉(zhuǎn)裝置結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，以期為機(jī)載錨桿鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置的選型提供參考。

關(guān)鍵詞：掘進(jìn)機(jī)；機(jī)載錨桿鉆機(jī)；回轉(zhuǎn)裝置；煤機(jī)設(shè)備

中圖分類號(hào)：TD421.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.066

近年來(lái)，煤炭市場(chǎng)越來(lái)越不景氣，企業(yè)采購(gòu)煤機(jī)設(shè)備的次數(shù)也逐漸減少，對(duì)掘進(jìn)機(jī)械的需求也由過(guò)去的連年采購(gòu)新機(jī)變?yōu)槟苄迍t修，從而盡量延長(zhǎng)其使用壽命以減少相應(yīng)的成本支出。但是，煤礦要想擺脫開(kāi)采成本居高不下的情況，就要保證其自動(dòng)化、機(jī)械化，從而實(shí)現(xiàn)真正意義的上高產(chǎn)、高效。掘進(jìn)機(jī)作為普采設(shè)備，與人工支護(hù)作業(yè)配合已經(jīng)不能滿足快速掘進(jìn)的需要。這主要是因?yàn)槿斯ゅ^桿支護(hù)作業(yè)速度太慢，制約了掘進(jìn)機(jī)的進(jìn)尺速度。現(xiàn)階段，各掘進(jìn)機(jī)生產(chǎn)廠家都在加大力度研發(fā)掘進(jìn)機(jī)與液壓錨桿機(jī)一體式掘錨機(jī)，使掘進(jìn)機(jī)與錨桿支護(hù)作業(yè)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，以解決掘錨不平衡的問(wèn)題。將液壓錨桿機(jī)布置在掘進(jìn)機(jī)機(jī)身內(nèi)部，能使錨桿機(jī)與人工支護(hù)有同樣的效果，而液壓錨桿機(jī)回轉(zhuǎn)裝置的設(shè)計(jì)選型對(duì)整套鉆機(jī)的運(yùn)行有非常重要的作用。如果將回轉(zhuǎn)裝置布置在鉆機(jī)與基臂中部，那么，其結(jié)構(gòu)的合理性對(duì)整套鉆機(jī)系統(tǒng)的性能、靈活性、整體結(jié)構(gòu)和外形尺寸會(huì)有重大的影響。目前，國(guó)內(nèi)外鉆機(jī)前后左右的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)分為2種，即采用直角對(duì)裝的2套蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)和采用回轉(zhuǎn)油缸加擺動(dòng)油缸的結(jié)構(gòu)形式。

1 2種回轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理

直角對(duì)裝的2套蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)組合形成的回轉(zhuǎn)裝置如圖1所示。每個(gè)回轉(zhuǎn)體內(nèi)部都是由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、蝸輪和蝸桿組成。在工作過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)可以正反旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)蝸桿旋轉(zhuǎn)，由蝸桿帶動(dòng)蝸輪實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出。單個(gè)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)可完成將近360°的旋轉(zhuǎn)，2套垂直安裝的回轉(zhuǎn)裝置可以完成前后左右全方位360°的旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)鉆機(jī)完成上下左右的全方位支護(hù)。

回轉(zhuǎn)油缸加擺動(dòng)油缸的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是由回轉(zhuǎn)油缸完成沿軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，擺動(dòng)油缸完成相應(yīng)垂直面的小角度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，兩者配合帶動(dòng)鉆機(jī)完成對(duì)部分?jǐn)嗝娴闹ёo(hù)。

2 2種回轉(zhuǎn)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)分析

由于蝸輪蝸桿式回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以承受大扭矩，而且其旋轉(zhuǎn)角度大，因此，可用于巖巷的鉆孔支護(hù)設(shè)計(jì)中。另外，由于蝸輪蝸桿具有自鎖特性，所以，在鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)和鉆進(jìn)過(guò)程中，其穩(wěn)定性比較好。但是，蝸輪蝸桿的整體結(jié)構(gòu)較為龐大，在與掘進(jìn)機(jī)集成時(shí)，會(huì)大大增加機(jī)身的寬度或高度。因此，它適用于獨(dú)立完成支護(hù)作業(yè)的設(shè)備中。由于其鉆進(jìn)扭矩和推進(jìn)力都比較大，鉆進(jìn)速度快，因此，特別適用于硬巖的支護(hù)作業(yè)中。同時(shí)，也可將單獨(dú)一套鉆機(jī)集成于掘進(jìn)機(jī)內(nèi)部，作業(yè)時(shí)輔助支護(hù)設(shè)備，以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

在回轉(zhuǎn)油缸加擺動(dòng)油缸的回轉(zhuǎn)裝置中，回轉(zhuǎn)部分采用了旋轉(zhuǎn)油缸。該油缸是一種裝配非常精密的部件，它在很小的空間結(jié)構(gòu)中使用液壓集中了較大的扭矩。與擺動(dòng)油缸合成后，其外形較小，比較適用于與掘進(jìn)機(jī)的集成。雖然兩者結(jié)合后旋轉(zhuǎn)角度較小，但是，可以實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)集成2套鉆機(jī)。如果將其布置在掘進(jìn)機(jī)的兩側(cè)，不僅可以彌補(bǔ)旋轉(zhuǎn)角度的不足，還能在完成全方位支護(hù)的同時(shí)提高支護(hù)速度。這種方式有利于掘錨一體化的推廣。

3 結(jié)束語(yǔ)

2種回轉(zhuǎn)裝置各有優(yōu)缺點(diǎn)——推拉油缸式回轉(zhuǎn)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，成本低，為1臺(tái)掘進(jìn)機(jī)集成2套鉆機(jī)系統(tǒng)提供了空間上的優(yōu)勢(shì)；蝸輪蝸桿式回轉(zhuǎn)裝置的承載力較大，將其應(yīng)用于全巖巷支護(hù)作業(yè)中更具優(yōu)勢(shì)。在具體工作中，選擇回轉(zhuǎn)方式時(shí)，應(yīng)綜合煤巖硬度、煤巷斷面的要求、維修難易度、成本等各方面的要求，以最終獲得良好的使用效果，取得更好的收益。

作者簡(jiǎn)介：楊春海（1980—），男，山西代縣人，副研究員。

〔編輯：白潔〕