新型懸臂式掘進(jìn)機(jī)從動(dòng)輪裝置的設(shè)計(jì)

□ 李忠豹 □ 左 奪

三一重型裝備有限公司 沈陽(yáng) 110027

1 懸臂式掘進(jìn)機(jī)及從動(dòng)輪裝置概述

懸臂式掘進(jìn)機(jī)是集截割、裝運(yùn)、行走為一體的隧道掘進(jìn)設(shè)備,憑借價(jià)格低、效率高、井下作業(yè)靈活等優(yōu)點(diǎn),越來(lái)越多地應(yīng)用于礦產(chǎn)開(kāi)采和工程建設(shè)。懸臂式掘進(jìn)機(jī)主要由截割機(jī)構(gòu)、裝運(yùn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、除塵噴霧系統(tǒng)等組成,其中裝運(yùn)機(jī)構(gòu)由鏟板部和第一運(yùn)輸機(jī)構(gòu)成。鏟板部的星輪裝置將截割下落的物料裝入第一運(yùn)輸機(jī),再由第一運(yùn)輸機(jī)的刮板鏈將物料轉(zhuǎn)運(yùn)至掘進(jìn)機(jī)后方[1-4]。

從動(dòng)輪裝置是鏟板部的重要組成部分,與第一運(yùn)輸機(jī)中的鏈輪驅(qū)動(dòng)裝置配合,使刮板鏈循環(huán)運(yùn)動(dòng),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)輸送物料的功能[5]。常規(guī)從動(dòng)輪裝置主要由支撐軸承、從動(dòng)輪軸、從動(dòng)輪、密封元件、密封座等組成,結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 常規(guī)從動(dòng)輪裝置結(jié)構(gòu)

2 存在的問(wèn)題

懸臂式掘進(jìn)機(jī)采用常規(guī)從動(dòng)輪裝置結(jié)構(gòu),第一運(yùn)輸機(jī)能夠滿足多數(shù)礦產(chǎn)開(kāi)采及隧道施工的要求,但是近年來(lái)懸臂式掘進(jìn)機(jī)應(yīng)用范圍越來(lái)越廣,在施工過(guò)程中常會(huì)遇到特殊問(wèn)題[6]。如在泥巖工況下,地質(zhì)本身含水量高,懸臂式掘進(jìn)機(jī)工作時(shí)用水降塵、降溫,泥巖遇水會(huì)出現(xiàn)軟化、泥化現(xiàn)象,泥化物在第一運(yùn)輸機(jī)中容易粘在溜槽底部[7-8]。如長(zhǎng)時(shí)間不清理溜槽內(nèi)的泥化物,受沖擊載荷影響,將會(huì)引起運(yùn)輸鏈松動(dòng),產(chǎn)生卡鏈、跳鏈等問(wèn)題,迫使懸臂式掘進(jìn)機(jī)停止工作,需要及時(shí)進(jìn)行維護(hù),嚴(yán)重影響掘進(jìn)效率,給施工方帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失[9-11]。

3 新型懸臂式掘進(jìn)機(jī)從動(dòng)輪裝置

為了解決懸臂式掘進(jìn)機(jī)在泥巖工況下的卡鏈、跳鏈問(wèn)題,筆者公司設(shè)計(jì)了一款新型懸臂式掘進(jìn)機(jī)從動(dòng)輪裝置,配合加長(zhǎng)刮板,在很大程度上提高了泥巖工況下的掘進(jìn)效率。如圖2所示,傳統(tǒng)的短刮板與從動(dòng)輪裝置配合使用,在第一運(yùn)輸機(jī)溜槽內(nèi)與槽壁有間隙,并且整個(gè)刮板在壓鏈板外,泥化物容易堆積在溜槽內(nèi)部?jī)蓚?cè)運(yùn)不出去,從而造成卡鏈、跳鏈問(wèn)題。與新型從動(dòng)輪裝置配合使用的加長(zhǎng)刮板在第一運(yùn)輸機(jī)溜槽內(nèi)與槽壁無(wú)間隙,并且整個(gè)刮板在壓鏈板之下,如圖3所示。加長(zhǎng)刮板可以有效清除溜槽內(nèi)部?jī)蓚?cè)堆積的物料,減少物料粘結(jié),避免產(chǎn)生卡鏈、跳鏈現(xiàn)象,進(jìn)而提高物料的運(yùn)輸效率。

圖2 短刮板在溜槽內(nèi)位置

圖3 加長(zhǎng)刮板在溜槽內(nèi)位置

常規(guī)從動(dòng)輪裝置中,從動(dòng)輪為焊接結(jié)構(gòu),兩端有凸起,凸起處有溝槽,方便與短刮板配合使用,如圖4所示。新型從動(dòng)輪裝置的從動(dòng)輪為光滑筒形,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,更適合與加長(zhǎng)刮板配合使用,可以保證刮板鏈順暢繞過(guò)從動(dòng)輪裝置進(jìn)行物料運(yùn)輸,如圖5所示。新型從動(dòng)輪裝置的從動(dòng)輪相比常規(guī)從動(dòng)輪裝置的從動(dòng)輪,中部直徑更大,與刮板接觸部位的厚度也更大,在很大程度上延長(zhǎng)了從動(dòng)輪的使用壽命。

圖4 常規(guī)從動(dòng)輪裝置與短刮板配合

圖5 新型從動(dòng)輪裝置與加長(zhǎng)刮板配合

新型從動(dòng)輪裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6所示。常規(guī)從動(dòng)輪裝置內(nèi)部?jī)啥烁饔幸粋€(gè)支撐軸承,兩端由浮動(dòng)密封和O形圈組合進(jìn)行密封。新型從動(dòng)輪裝置內(nèi)部?jī)啥烁饔袃蓚€(gè)支撐軸承,在長(zhǎng)時(shí)間承受較大壓力時(shí)不易損壞,整體使用壽命更長(zhǎng)。新型從動(dòng)輪裝置兩端采用骨架油封,裝配簡(jiǎn)單,易更換。新型從動(dòng)輪裝置的從動(dòng)輪軸與內(nèi)部元件配合安裝,形式也與常規(guī)從動(dòng)輪裝置的從動(dòng)輪軸不同。

圖6 新型從動(dòng)輪裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)

常規(guī)從動(dòng)輪裝置內(nèi)部注滿工業(yè)潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑,密封性要求比較高。新型從動(dòng)輪裝置內(nèi)部注滿鋰基脂進(jìn)行潤(rùn)滑,潤(rùn)滑效果更為持久,可以延長(zhǎng)潤(rùn)滑周期。

應(yīng)用新型從動(dòng)輪裝置,不僅有效解決了泥巖工況下的物料運(yùn)輸問(wèn)題,而且提高了掘進(jìn)效率,同時(shí)還適用于其它工況。

4 結(jié)束語(yǔ)

新型懸臂式掘進(jìn)機(jī)從動(dòng)輪裝置與加長(zhǎng)刮板配合使用,有效解決了泥巖工況下第一運(yùn)輸機(jī)的卡鏈、跳鏈等問(wèn)題,提高了掘進(jìn)效率。需要注意的是,新型從動(dòng)輪裝置與常規(guī)從動(dòng)輪裝置沒(méi)有絕對(duì)優(yōu)劣之分,應(yīng)根據(jù)不同工況選擇使用,最終目的是提高懸臂式掘進(jìn)機(jī)的工作效率,使懸臂式掘進(jìn)機(jī)更好地適用于各種復(fù)雜工況。