對懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計要點(diǎn)

趙光旭

摘要：懸臂式掘進(jìn)機(jī)作為煤礦企業(yè)的主要生產(chǎn)設(shè)備，其使用性能會對煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效益產(chǎn)生直接影響。而掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)又是懸臂式掘進(jìn)機(jī)的重要組成部分，是其正常運(yùn)行的重要基本前提所在。所以加強(qiáng)對懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的研究力度，并做好其各個部件的優(yōu)化設(shè)計工作尤為重要。

關(guān)鍵詞：懸臂式掘進(jìn)機(jī);行走機(jī)構(gòu);優(yōu)化設(shè)計

前言：

正是因為行走機(jī)構(gòu)是掘進(jìn)機(jī)的重要組成部分，其關(guān)系到掘進(jìn)機(jī)能否正常運(yùn)行。所以進(jìn)一步提高行走機(jī)構(gòu)的可靠性與耐久性，對確保懸臂式掘進(jìn)機(jī)的正常使用，提高煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效益都有著決定性的影響。為此以下筆者即結(jié)合個人從事掘進(jìn)機(jī)研究工作的實(shí)踐經(jīng)驗與相關(guān)參考文獻(xiàn)，就懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計加以粗淺的探討，并提出需要注意的幾處設(shè)計要點(diǎn)，以供廣大同行參考借鑒。

1.懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)

對于懸臂式掘進(jìn)機(jī)而言行走機(jī)構(gòu)是其最為重要的組成部分，這是因為行走機(jī)構(gòu)主要負(fù)責(zé)將懸臂式掘進(jìn)機(jī)順利的帶入到施工現(xiàn)場之中。而在掘進(jìn)過程中，如若遇到巖石層，掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)還能有效進(jìn)行巷道的斷面工作，破碎斷面中的巖石塊，保證巷道正常通行，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)的前進(jìn)。此外，行走機(jī)構(gòu)還能夠有效控制懸臂式掘進(jìn)機(jī)的行走速度，并且確保巖石支護(hù)以及其他的輔助功能得以順利的發(fā)揮。

懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的動力源，按照驅(qū)動形式可以將其分為兩種，即：電機(jī)驅(qū)動、液壓馬達(dá)驅(qū)動。

懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的鋁履帶板按照結(jié)構(gòu)形式可分為兩種：即：整體式懸臂履帶板、滾子式懸臂履帶板。而因為滾子式懸臂履帶板的機(jī)構(gòu)相對整體式懸臂帶板而言更加的復(fù)雜，且損壞概率更高，所以實(shí)際的使用范圍相對較小。鑄造與鍛造形式的整體式懸臂履帶板的使用更為常見，更加符合我國煤礦開采工作需求。

履帶鏈支撐的方式主要有兩種，即：支重輪式、和摩擦板式。雖然支重輪式懸臂式掘進(jìn)機(jī)的行走結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，支重輪損壞率較高。但是因其在煤炭井下作業(yè)的傳動效率較高，可以在不同環(huán)境下廣泛應(yīng)用。而摩擦式懸臂式掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu)雖然不容易被損壞，但是功能相對較為單一，且傳動效率相對較低。所以，為了進(jìn)一步提高摩擦懸臂式掘進(jìn)機(jī)的傳動效率，可以根據(jù)不同的開采環(huán)境選擇不同的履帶進(jìn)行支撐。需要注意的是履帶屬于掘進(jìn)機(jī)負(fù)重最大的裝置，因此在設(shè)計過程中必須要給予高度的重視。

2.懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計與注意要點(diǎn)

目前在市場上廣為流通的懸臂式掘進(jìn)機(jī)型號眾多，種類豐富，因此為了能夠進(jìn)一步剖析與梳理懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)，讓更多的人對行走機(jī)構(gòu)擁有更為深入的理解，筆者以JSCZ132型號的懸臂式掘進(jìn)機(jī)為例，進(jìn)行設(shè)計研究。

第一，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理化。在對懸臂式掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計時，必須要保證其結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理化。也就是說在懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計過程中必須要確保每一個部件設(shè)計的合理性。如，在支重輪的設(shè)計過程中，設(shè)計工作者應(yīng)該根據(jù)煤礦開展作業(yè)的實(shí)際情況以及井下地面環(huán)境情況，選擇適當(dāng)?shù)闹е叵到y(tǒng)，采取恰當(dāng)?shù)闹е剌喸O(shè)計方法，以滿足支重輪的合理轉(zhuǎn)換。同時，確保行走機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理化，還能夠有效節(jié)約施工能源。所以在行走機(jī)構(gòu)設(shè)計過程中，必須要保證每一個部件的性能都能夠滿足掘進(jìn)機(jī)的基本需求。而如若支重輪無法滿足時，則可以使用簡易的備用輪，確保懸臂式掘進(jìn)機(jī)的正常使用，降低開采時間成本與資金成本，實(shí)現(xiàn)開采資源的最優(yōu)配置。當(dāng)履帶式機(jī)械實(shí)施倒擋作業(yè)時，如若在穿越的過程中遇到了障礙物，那么則可以將所有的重量都放置在其中一個支重輪上。所以，在行走機(jī)構(gòu)張緊輪的設(shè)計過程中，應(yīng)該對軸承外套和O形圈的固定配置進(jìn)行合理的優(yōu)化設(shè)計，從而確保懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)在操作過程中的合理性。

第二，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計的節(jié)能化。目前我國絕大多數(shù)煤炭企業(yè)的供電功率因素相對較低，也就影響了整體的供電質(zhì)量，使得整個電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量都無法得到有效的保證。而懸臂式掘進(jìn)機(jī)效率往往對電力功率因素的大小有著決定性的影響，并且掘進(jìn)機(jī)在實(shí)際工作過程中還會產(chǎn)生大量的損耗。所以此時可以在懸臂式掘進(jìn)機(jī)上加裝一個就地補(bǔ)償?shù)难b置，專門用來提高供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，可以通過補(bǔ)償裝置降低機(jī)電損耗值，實(shí)現(xiàn)降低電損的目的。尤其是與傳統(tǒng)的懸臂式掘進(jìn)機(jī)相較，JSBZ132型號的懸臂式掘進(jìn)機(jī)，其行走機(jī)構(gòu)變化相對較大，需要通過主要參數(shù)加以確定，同時輔以履帶架的設(shè)計和計算，并且依據(jù)實(shí)際施工情況進(jìn)行校驗。目前，很多煤炭企業(yè)的掘進(jìn)機(jī)機(jī)械設(shè)備的功率都比較低，使得掘進(jìn)機(jī)自身的運(yùn)轉(zhuǎn)損耗在總能源消耗當(dāng)中占據(jù)很大的比例，嚴(yán)重時運(yùn)轉(zhuǎn)損耗與工作效率持平，掘進(jìn)機(jī)設(shè)備的損耗過大，降低煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效益。所以要想進(jìn)一步確保掘進(jìn)機(jī)設(shè)備能夠平穩(wěn)、勻速的作業(yè)，在設(shè)備運(yùn)行過程中避免出現(xiàn)時而塊、時而慢的現(xiàn)象。此外，掘進(jìn)機(jī)功率在日常運(yùn)行過程中，往往不會出現(xiàn)較大的起伏現(xiàn)象，而工作電流的大小對供電電壓大小又起到?jīng)Q定性的影響。所以供電電壓越高，掘進(jìn)機(jī)設(shè)備在運(yùn)行過程中的電流也就越小，兩者呈現(xiàn)出反比關(guān)系。但如若低電壓供電線路過長，那么就會使整個線路系統(tǒng)的阻抗被加大，從而形成大量的損耗問題，因此要合理的控制線路長短。

結(jié)束語：

綜上所述，本文筆者就懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計及其注意要點(diǎn)展開粗淺的探討，也是希望能夠為廣大同行在今后懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計上提供一些有益的參考建議。尤其是懸臂式掘進(jìn)機(jī)的實(shí)際使用性能，還會受到煤礦開發(fā)環(huán)境以及機(jī)型工況等諸多因素的影響，所以在今后的工作中更要加強(qiáng)對懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計研究，從而在進(jìn)一步確保懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)正常使用的前提下，最大限度的保證懸臂式掘進(jìn)機(jī)的最優(yōu)使用性能，為煤礦企業(yè)帶來最佳的生產(chǎn)效益。

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