煤礦綜掘機液壓張緊裝置的改進研究

張文杰

（山西潞安集團蒲縣常興煤業(yè)有限公司， 山西 臨汾 041207）

引言

目前，掘進機在煤礦開采中應(yīng)用較為廣泛，采掘工作存在較高的機械化水平。掘進機的構(gòu)成部分主要有裝載部、行走部、液壓體系等，詳見圖1。生產(chǎn)過程中，由于受到張緊拉力，第一輸送機的鏈條和行走履帶導(dǎo)致對張緊產(chǎn)生一定的影響，因此，需要對這兩個部件進行不定期的張緊操作，同時必須對張緊裝置進行有效的改進。

圖1 掘進機總圖

1 掘進機的構(gòu)成及張緊裝置結(jié)構(gòu)

1）第一運輸機的構(gòu)成部分主要有張緊裝置、脫鏈器等。該運輸機安裝于機器的中間部位，前部則與主機架和鏟板形成有效的鉸接，后部則配置于機架的上部。在這個位置上來安裝相應(yīng)的墊塊，根據(jù)實際的需求來抬高輸送機的后端，促使拆卸的高度得以提升[1]。這一輸送機所發(fā)生的作用主要是借助扭矩較大的液壓馬達來實現(xiàn)的，刮板鏈條上所進行的張緊操作是借助輸送機尾部安裝的張緊油缸來完成。

2）掘進機上方安裝了履帶式行走單元。而行走單元的設(shè)置必須確保對稱性，分別實施驅(qū)動。各自利用強度較高的螺栓及機架來完成連接。左右履帶的行走單元減速后，為行走驅(qū)動輪提供一定的動力，以帶動履帶的運行。行走單元的構(gòu)成部分主要履帶鏈、液壓馬達等。摩擦片式的制動器也一種彈簧常閉式，當(dāng)掘進機運行的時候，泵站不僅可以為液壓馬達進行供油，而且可以為制動器供油以推動活塞，從而對彈簧進行一定的壓縮，實現(xiàn)制動效果。掘進機運行過程中應(yīng)當(dāng)保持6 m/min的行走速度，利用黃油槍來將油脂出入到導(dǎo)向張緊裝置上油缸安裝的注油嘴上，從而對履帶鏈進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，在完成調(diào)整之后，裝入一定的墊板及鎖板，對注油油嘴的螺塞進行調(diào)整，清除油缸的壓力后再旋緊螺塞，確保張緊裝置中所配置的活塞不會受到相應(yīng)的張緊力。

3）輸送機的履帶及鏈條松緊程度都需要經(jīng)過維修人員來控制相關(guān)的張緊手柄所實現(xiàn)的，對張緊油缸進行有效的控制，活塞在向后發(fā)生移動的時候來調(diào)節(jié)墊板，促使張緊操作得以順利進行。以往采用的掘進機安裝的張緊設(shè)備的原理圖詳見圖2。油液的液壓泵存在兩條輸出油路，一路經(jīng)過換向閥而進入到升縮油缸之內(nèi)，對截割頭進行的一系列操作進行控制，一路則需要借助單向閥與張緊閥來發(fā)揮自身的作用，增強張緊操作的效果[2]。該系統(tǒng)對各個油路的控制作用主要是借助梭閥與溢流閥來實現(xiàn)，其中兩種閥門的數(shù)量分別為1個和2個。張緊油路所采用的液壓泵同時也對截割頭中的升縮油路發(fā)揮作用，但是兩者是彼此獨立的。

2 傳統(tǒng)張緊方式的不足

圖2 改進前液壓系統(tǒng)原理圖

1）張緊裝置的閥件極易受到損壞，且十分容易發(fā)生故障，在進行修復(fù)時一旦出現(xiàn)損壞，將無法進行修復(fù)，只能更新，這就導(dǎo)致設(shè)備的檢修成本及發(fā)生故障的概率不斷提升。

2）張緊裝置所需的油管具有一定的特殊性，其他的油管并不具備通用性，存在一定的局限性。

3）操作較為復(fù)雜，單次張緊僅僅處理一處，對檢修的效率造成了極大的影響。

3 改進方法

通過采用六個小于10 mm的截止閥來對升縮油路的一系列操作進行控制，將其中兩個油路進行合并，這就簡化了張緊單元及其他的部件，避免了故障的發(fā)生，同時也降低了檢修作業(yè)的成本[3]。

改進方案：將張緊裝置及其他的部件進行完全拆除，利用各個油路、截止閥來將履帶及一運的張緊油缸與截割頭上方安裝的升縮油路進行有效連接，這就簡化了張緊這個環(huán)節(jié)，六個截止閥主要對六個油路進行分別控制，通哪一路就僅僅需要將該路的截止閥進行開啟，將其他各個油路中的截止閥關(guān)掉。其原理如圖3。

4 改進之后的效果分析

1）張緊裝置改進之后，具有較大的優(yōu)勢，如操作流程得以簡化、故障的發(fā)生率降低等，極大促進了掘進機的生產(chǎn)及檢修，縮短了工作時間，降低了檢修作業(yè)的強度及成本。在實際操作的過程中，張緊油管這一環(huán)節(jié)被省去，簡化了操作的流程，有助于檢修作業(yè)的正常開展。以往所采取的張緊裝置在進行操作的時候，大約為1次/h，經(jīng)過本次改良，每一次張緊僅僅需要10 min，降低了檢修的強度，縮短了檢修的時間。現(xiàn)將改進之后的裝置應(yīng)用到礦井的實際生產(chǎn)中，可極大提升生產(chǎn)效率。

2）液壓張緊裝置改進之后，將其運用到礦井的實際生產(chǎn)中，經(jīng)濟效益明顯。以往所采取的張緊裝置價格為9 500元/套，特殊的張緊油管、兩個溢流閥、梭閥于節(jié)流閥的費用分別為1 400元、900元和1 800元，其總價格超出了13 600元。以煤礦有10臺掘進機作業(yè)為例，根據(jù)每臺設(shè)備在每年可應(yīng)用于兩個掘進頭來進行計算，平均每年會為煤礦節(jié)省超過20萬元的設(shè)備和材料成本。更為重要的是改進后的張緊裝置大大降低了綜掘機故障率，提高了生產(chǎn)效率，同時減輕了維修人員的勞動強度，提高了工作效率，從而保證了煤礦安全生產(chǎn)的正常進行。

圖3 改進后液壓系統(tǒng)原理圖