新型懸臂式掘進機電控箱送電開關的設計與應用

陳文超

（山西離柳焦煤集團有限公司，山西 呂梁 032300）

隨著科學技術及生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，懸臂式掘進機在煤礦采掘中的應用越來越廣泛，用戶對采掘設備的要求不單單是工性效率和安全性，同時也注重設備長期使用的可靠性。在掘進機工作過程中，掘進機電控箱送電開關在井下復雜性的工作環(huán)境中轉軸會發(fā)生生銹問題，導致無法對掘進機實現(xiàn)正常的送電或斷電，影響掘進機的正常工作。為提高生產(chǎn)效率，設計一種新型掘進機電控箱送電開關，保障掘進機正常的送電和斷電工作，提高掘進工作效率。

1 項目概況

山西離柳焦煤集團有限公司兌鎮(zhèn)煤礦所有掘進工作面均采用EBZ135 型懸臂式綜掘機進行掘進作業(yè)，掘進機電控設備主要是由礦用隔爆型掘進機開關箱 KXB4-258/1140E 和本安型掘進機電氣操作箱CX4-4/12E 兩部分組成。在EBZ135 型懸臂式綜掘機的工作過程中發(fā)現(xiàn)，該掘進機電控箱送電開關在使用過程中會因為轉軸生銹問題而導致掘進機無法正常送電或者斷電，只能通過上級開關進行送電或者斷電操作來促使掘進機的送電或者斷電工作。針對這一情況，對轉軸表面進行了除銹拋光處理，但是只能保持一段時間。由于該礦井下工作面掘進機工作的井下水較多，空氣濕度相對較大，電控箱送電開關的轉軸又很快出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，因此有必要設計一種新型的電控箱送電開關，有效提高掘進機的工作效率。

2 懸臂式掘進機電控箱送電開關的設計

2.1 結構分析

針對EBZ135 型懸臂式綜掘機 KXB4-258/1140E掘進機開關箱送電開關的轉軸生銹問題，設計了一種新型懸臂式掘進機電控箱送電開關，可以有效防止掘進機電控箱送電開關轉軸銹蝕問題。

設計新型懸臂式掘進機電控箱送電開關如圖1，主要包括轉軸、密封結構、銅套、電控箱壁板、電源開關連接裝置、固定座、儲油溝槽、注油孔、墊片、卡簧、護套、油杯和轉動扳手等部件。

圖1 新型懸臂式掘進機電控箱送電開關示意圖

2.2 實施方式分析

在該裝置中，轉軸1 安裝在銅套3 內(nèi)且能轉動，轉軸1 的前端與電源開關連接裝置5 固定連接，該電源開關連接裝置5 與電控箱電源開關固定連接，轉軸1 的后部與轉動扳手13 固定連接。當扳動轉動扳手3 帶動轉軸1 在銅套3 內(nèi)轉動，從而帶動通過電源開關連接裝置5 與轉軸1 固定連接的電控箱電源開關的打開與閉合。

其中，銅套3 固定安裝在固定座6 上，固定座6 固定連接在電控箱壁板4 上。在銅套3 后端位置上設置有墊片9 和卡簧10，卡簧10 固定安裝在轉軸1 上的環(huán)形卡槽內(nèi)，而墊片9 則固定在卡簧10與銅套3 之間。

在轉軸1 與銅套3 的接觸表面設置有儲油溝槽7，同時設置注油孔連通到儲油溝槽7，在轉軸1 后端固定連接有一個與注油孔8 連通的油杯12。利用手動干油泵向油杯12 內(nèi)注入潤滑油，通過注油孔注入儲油溝槽7，從而對轉軸1 與銅套3 的接觸面進行潤滑，不僅可以方便送電開關的開、關，又可以防止轉軸1 表面出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。

在該裝置中，注油孔包括從轉軸1 尾部軸心處向內(nèi)延伸至儲油溝槽7 位置的軸向注油盲孔8，和設置在轉軸1 徑向方向上從軸向注油盲孔8 盲端向儲油溝槽7 延伸的徑向注油孔14，徑向注油孔14連通軸向注油盲孔8 和儲油溝槽7，徑向注油孔均勻分布在轉軸1 的同一圓周的徑向方向上。當向油杯12 內(nèi)注入潤滑油后，潤滑油從油杯12 進入軸向注油盲孔8，當潤滑油到達軸向注油盲孔8 的盲端后再從徑向注油孔14 進入到儲油溝槽7，從而對轉軸1 與銅套3 的接觸面起到潤滑和防銹作用。

在轉軸1 與銅套3 的接觸表面上還設置密封結構2，不僅可以防止儲油溝槽7 內(nèi)的潤滑油向銅套3 外滲漏，還可以防止外界粉塵進入轉軸1，使轉軸1 達到更好的使用效果。密封結構2 包括設置在轉軸1 上的環(huán)形密封槽及設置在環(huán)形密封槽內(nèi)的O型密封圈。

轉動扳手13 人工搬動即可轉動，為了方便向連接在轉軸1 尾端的油杯12 內(nèi)注入潤滑油，轉動扳手13 設計為中空結構，轉動扳手13 套裝在轉軸1 尾部并與轉軸固定連接。當油杯12 內(nèi)需要添加潤滑油時，可將手動干油泵的接管從轉動扳手13 背向轉軸1 的那一側接到油杯12 上，直接進行注油即可。

在固定座6 的后部固定連接有一個圓形護套11，罩護在轉軸1 及與轉軸1 連接的油杯12 和轉動扳手13 的外部，可以防止掘進機在工作過程中井下落石砸碰而損壞轉軸1、油杯12 和轉動扳手13 等部件。

2.3 原理分析

在送電開關的轉軸與銅套的接觸表面上設置儲油溝槽，在轉軸內(nèi)設置連通儲油溝槽的注油孔，并在轉軸后端固定連接一個與注油孔連通的油杯，通過油杯注入潤滑油。潤滑油從注油孔進到儲油溝槽，對送電開關的轉軸與銅套的接觸表面進行潤滑，不僅方便送電開關的開關，而且還可防止轉軸表面出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，從而解決了掘進機的電控箱送電開關在使用一段時間后因為轉軸生銹而出現(xiàn)送電開關無法搬動或者很難搬動的問題，保證了掘進機的正常工作和工作效率。

3 實踐應用及效果分析

新型懸臂式掘進機電控箱送電開關設計完成后，在兌鎮(zhèn)煤礦井下51101 回風順槽掘進工作面EBZ135型懸臂式綜掘機上電控箱進行了安裝調(diào)試，并投入到了實踐應用中。在使用過程中，轉軸在箱體外的一端與扳手連接，轉動扳手即可對電源開關進行通、斷電操作，轉軸在箱體外的一端為正五邊形，扳手的套筒上開有與轉軸配套的正五邊形孔。由于五邊形的特殊性，可有效避免其他工具對電源開關進行通、斷電操作，對送電開關起到了一定保護作用。

從2019 年10 月5 日至今，EBZ135 型懸臂式綜掘機工作狀態(tài)較好，新型懸臂式掘進機電控箱送電開關在使用過程中正常，能有效地實現(xiàn)掘進機的正常送電或者斷電。從1 年多的實踐過程可知，送電開關的轉軸沒有出現(xiàn)因生銹而導致無法搬動或者很難搬動的現(xiàn)象，送電開關本身也沒有損壞，有效保障了掘進機電控箱送電開關的正常送電或者斷電。