新型扒裝機行走機構與機架連接方式的分析

通過對新型礦用扒裝機的結構特點及功能的分析，以新型液壓扒裝機行走機構為主要研究對象，分析其受力和工況特點，針對當前煤礦作業(yè)的現(xiàn)狀，提出了一種行走機構與機架搭載式連接方式，能夠在保證行走機構與機架連接強度的基礎上，降低生產(chǎn)制造成本，降低機器重心，增大離地面間隙，提高行走機構和機架的可維修性。

近年來，我國煤炭綜采技術的快速發(fā)展對礦用設備提出了更高的要求，而新型液壓扒裝機是一種采用電液控制的集巖石破碎、采集、輸送功能于一身的新型裝巖設備[1]。主要用于礦山巖巷的掘進，也可用于引水渠道、鐵路隧道施工和國防洞窯施工中的裝載作業(yè)，能夠實現(xiàn)井下高效率的連續(xù)生產(chǎn)。具有安全環(huán)保、能耗小、效率高的特點，解決了傳統(tǒng)人工運輸土石效率低的問題，提高了煤礦采掘的機械化程度和巷道的掘進速度。而行走機構作為整機基礎運動部件，其承受扭矩的能力、速度、及轉彎爬坡能力等，直接影響著整機的使用性能和穩(wěn)定性。

1 主要結構及行走機構簡介

如圖 1 所示為新型液壓扒裝機結構圖，其主要結構有挖裝機構、機架、液壓系統(tǒng)、運輸機構、行走機構等。作業(yè)時由液壓控制系統(tǒng)驅動扒裝與行走變載荷和裝運與沖擊恒載荷的運動。其工作過程為行走機構推動整機在巷道中前進，扒裝機構進行破碎扒裝巖石至運輸機構，再由運輸機構上的刮板輸送機運至后接轉載機。三大主要動作包括行走動作、扒裝動作和輸送動作均可獨立工作，也可同步工作。

圖 1新型液壓扒裝機的結構圖

1扒裝機構 2機架 3液壓系統(tǒng) 4運輸機構 5行走機構

目前機械工程上常用的行走方式主要有輪胎式和履帶式兩大類，其中輪胎式具有機動性好、行走速度快等優(yōu)點，其缺點為接地比壓大、爬坡能力小。履帶式行走機構特點是牽引力大[2]，接地比壓小，越野性能好，爬坡能力強，且轉彎半徑小、機動性好，其缺點是行走速度低。考慮煤礦井下作業(yè)空間有限，且底板土質松軟滑濕，崎嶇不平，且機器重量大，需要較大牽引力，因此必須選擇履帶式行走裝置。

2 行走機構工況分析

液壓扒裝機行走機構的牽引力決定著行走馬達所需要的扭矩的大小，是液壓控制系統(tǒng)設計工作重要環(huán)節(jié)。行走機構的工作阻力主要來源于履帶自身的內(nèi)阻力，路面土壤變形等產(chǎn)生的運行阻力，斜坡上由于機器自重產(chǎn)生的坡度阻力以及行走機構轉彎時的阻力等[3]。牽引力必須大于所有工作阻力之和，并且小于機器與地面的附著力，才能保證行走機構的正常運行。

行走機構牽引力平衡方程：

1 行走機構 2 行走機構連接板 3 承載塊 4 機架 5 機架連接板 6 定位鍵

這種行走機構與機架采用搭載式連接，具有如下優(yōu)點：

1）簡化了連接結構，降低了機器重心，提高了機器的穩(wěn)定性。

2）增大了機架到地面的間隙，增強了機器越過障礙的能力，安裝方便。

3）行走機構通過承載塊支撐機器的重力，較現(xiàn)有的銷軸承載方式，大大增加了行走機構的受力面積，減小了關鍵零件單位面積的受力，降低了機器關鍵部位故障率。而且，采用定位鍵代替銷軸承受機器行走過程中行走機構與機架之間的剪切力，降低制造了成本，提高了機器的可維修性。

4 小結

通過對行走機構的工況分析可知，在工作過程中承受較大的載荷，采用搭載式將行走機構與機架連接，不僅能利用鍵抵消行走時牽引力對連接螺栓的損害，還能降低整體結構重心、增大地隙，同時又能保證履帶與機架不發(fā)生錯位，機動性能好。

（作者單位：江蘇聯(lián)合職業(yè)技術學院常州劉國鈞分院）