提高掘進機適應性的設計建議

趙桂麗

摘要：近些年來，隨著掘進機在國民建設中的廣泛應用，如何提高其適用性，使得能夠滿足更多用戶對掘進機的實際需求早已成為社會各界關注的重點所在。本文筆者即從多個方面對掘進機的設計改進進行粗淺的探討，提出幾點個人建議，也希望通過本文筆者所提出的設計改進建議能夠為掘進機應用領域的不斷擴大，發揮其更大的作用提供有益的鋪墊。

關鍵詞：掘進機 適應性 設計建議

中圖分類號： TD421 文獻標識碼：A 文章編號1672-3791（2016）07（b）-0000-00

做好掘進機的設計改進，提高掘進機的適應性，使其能夠具備更為廣泛的應用空間，并在國民建設中發揮更巨大的作用，滿足越來越多用戶的實際需求早已成為當前社會各界共同關注的焦點所在。也正因如此，作為掘進機的生產制造企業更應該加強對掘進機適應性的設計改進。以下筆者即結合個人多年從事掘進機制造設計的實踐工作經驗與相關參考文獻，提出幾點提高掘進機適應的設計建議，以供廣大同行在今后的掘進機設計工作中做有益的參考。

1.對工作機構結構形式的分析

我們都知道，目前市面上現有的掘進機，其工作機構主要有縱軸式、橫軸式兩種，而這兩種形式在具體使用上又各具特點。因此，為了能夠進一步提高掘進機的適應性，更好的滿足用戶的實際需求，我們可以將掘進機現有工作機構的結構形式：縱軸式或橫軸式，設計改造為可相互替換的縱、橫兩種工作結構，以便滿足用戶在不同施工條件下所產生的不同需求。尤其是需要注意的是，設計改造為兩種工作機構可相互替換模式后，必須要確保兩種工作機構都能夠直接與掘進機的機身對接，且具備相同的連接方式與相同的連接尺寸，在不改變掘進機外形尺寸的基礎上，保持與未改造前所具備的相同的生產能力與穩定性。

2.對工作機構調速方式的分析

針對掘進機截割對象的不同機械性能變化，也應該對掘進機的截割速度進行相應的調整，進而使得截割速度能夠隨著截割的不同對象而發生相應的變化，獲得最佳的轉矩與轉速。一般來講，目前掘進機的調速方式多為雙速電機與減速級中加變速機構。而事實上采用變極調速電機，僅僅改變了功率，對截割力矩并沒有較大的提高，而采用減速級中加變速又未真正的考慮到用戶的變速需要。所以，筆者建議，掘進機在使用雙速電機時可相應配備設計一個變速箱，將其連接在截割電機與減速器之間且長度盡可能的越短越好，從而滿足用戶的實際需求。

而在掘進機截割頭的伸縮速度調整上以及掘進機擺臂速度的調整上，可以做如下設計。第一，可以結合掘進機的實際工作特性，截割頭鉆進時不行走，行走時不鉆進這一機械特點，將行走時的馬達液壓油提供給推進油缸，從而加快掘進機截割頭的鉆井速度。第二，為了能夠提高掘進機對施工環境的適應性，改變懸臂擺動速度不能調整這一現狀，筆者建議掘進機應該采用恒功率調速系統，使其能夠根據阻力的大小變化，相應調整懸臂的擺動速度，最大限度的利用掘進機的機械功率，從而保證掘進機工作的高效、可靠進行。

3.對掘進機外噴霧裝置的分析

在掘進機正常作業過程中，水路不僅能夠對掘進機的電機起到有效的冷卻作用，更能夠對掘進機起到重要的降塵作用。所以，水系統在掘進機的整個系統之中都占據著十分重要的地位。也正因如此，為了進一步提高掘進機的適應性與實用性，對掘進機外噴霧裝置進行合理的改進，提高其滅塵效果則具有十分重要的現實意義。尤其是通過分析，我們可以看到目前許多掘進機的外噴霧裝置都是固定式的反向凹字形，也就造成了在掘進機截割頭的整個伸縮過程中水路的滅塵點并不是始終在截割滅塵點之上的，這也就大大的影響到整個外噴霧裝置的降塵效果。因此，在改進設計中我們可以將掘進機的外噴霧裝置改進在掘進機伸縮保護筒之上，并將外噴霧裝置設計成為圓弧形，這樣就能夠確保外噴霧裝置能夠與截割頭的伸縮作業進行同步，確保水路滅塵點始終與截割頭的滅塵點處于重合的狀態之下，更好的達成降塵效果。

4.對裝載部件的分析

在現代化掘進機上，其裝載部件主要由耙爪式、星輪式這兩種組成。因此，為了能夠進一步提高掘進機的適應性，我們在掘進機轉載機構的設計改進中，應該將其裝載部件設計為既能夠安裝耙爪式，又能安裝星輪式的結構，使其在相互之間能夠互相調換。并且將耙爪設計為組裝形式，使得耙爪既能夠當單耙爪使用，又可以安裝上副耙爪當雙耙爪使用，進一步提高掘進機耙裝生產效率。

5.對鏟板的分析

鏟板作為負責承接與鏟取物料的重要裝置，其對掘進機的整體裝載性能起著至關重要的影響，也正因如此，為了能夠更好的提高掘進機的適應性，滿足不同用戶的實際需求，在鏟板的設計改進上，我們可以將鏟板設計為既有中間棱線的鏟板，又有平面的鏟板。而鏟板的前緣則可以根據實際物料鏟取的要求設計為不同的前緣，并可以進行隨意的更換。此外，為了能夠與單、雙耙爪結構相適應，在鏟板的設計上也應該相應配合設計有主、副鏟板，從而更好的適應轉載要求，也使得在鏟板的升降過程中不會出現落煤問題。

6.對行走機構履帶的分析

履帶是掘進機與地面之間直接進行接觸的重要部分，也正因如此，履帶對掘進機的機械附著性與行走質量起著至關重要的作用。所以，為了能夠提高掘進機的適應性，滿足更多用戶對不同施工作業環境、實際情況的選用需求，在設計制造上，應該對掘進機工作場合的接地比壓不同，將履帶板設計成不同的寬度。同時，針對不同的施工現場條件要求與行走路面，將履帶板的表面形狀設計為不同的形式，如：單履刺、短履刺、平履刺、三履刺等。

7.對行走機構動力元件的分析

電動機與液壓馬達作為行走機構的兩個重要動力元件，在干燥的環境下往往選用電動機進行驅動，而在潮濕或者淋水的環境下則采用馬達進行驅動。因此，為了能夠有效提高掘進機的機械適應性，在對掘進機行走機構動力元件進行設計改造中，我們可以設計為電動機與液壓馬達相互互換的模式，也就是說，用戶無論出于潮濕或者干燥的環境下，都能夠通過動力元件之間的替換進行正常作業。而這里需要注意的是，為了確保相互互換后的掘進機能夠保持相同的行走速度，還應該相應的設計一個減速器，從而確保掘進機的行走速度不變。

這里需要注意的是，掘進機與一般的行走車輛不同，并不需要對掘進機的行走速度進行大范圍的調整，只需要將關注的焦點放在掘進機在工作過程中推進速度以及在調整過程中的行走速度這兩檔之上就可以了。所以，對于采取液壓驅動行走方式的掘進機，在快速行走的過程中，截稿頭不鉆人，只有將供給截割頭鉆進的液壓油，提供給馬達時，才可以進行快速行走，而這個系統在實際的液壓系統設計中是十分容易實現的。

8結束語

可以說無論在新型掘進機的開發研制上，還是對現有掘進機的設計改造上，其根本目的都是為了使掘進機能夠具備更大的實用價值。尤其是近些年來，隨著國民經濟建設的快速發展，掘進機被廣泛應用于國民建設的各個領域之中，并發揮著至關重要的作用。所以，進一步提高掘進機的適應性，使得能夠滿足更多用戶的不同需求早已成為當前掘進機設計研究的重點所在。因此，筆者也是基于這方面的考慮，結合個人多年實踐工作經驗，通過本文提出提高掘進機適應性的設計改進方案，以期為廣大同行在今后的設計工作上提供有益的參考與借鑒。

參考文獻

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