芻議如何提高掘進機的適應性

陳有力 吳雪娜 張子明 吳海濱

1.遼寧通用重型機械股份有限公司 遼寧 鐵嶺 112700 2.鐵能集團煤層氣開發利用分公司 遼寧 鐵嶺 112700

目前伴隨城市化建設水平的提高，新型掘進機設備也逐漸出現，打破傳統掘進機的礦井使用的應用界限，其使用范圍正在突破限制，應用范圍更加廣范。結合多年的生產實踐經驗，提高掘進機的生產適應性非常必要。大體上可以參考結合它的三部分主要機構內容展開分析，確保改進設計方案實施到位，提高掘進機整體生產適應性能。

一、掘進機工作機構改造設計與適應性提升策略

在掘進機中，工作機構是起到截割作用的機構，其結構形式影響截割能力，而其實際運轉情況則相對直接的影響了掘進機的生產能力。為了提高其適應性，需要對掘進機工作機構的掘進效率與適應性提升進行分析，保證掘進效率與機體始終保持良好穩定性。在對掘進機工作機構進行改造、提升其適應性過程中，需要對其結構形式、調速方式兩點展開分析。

(1)結構形式改造與適應性提升。針對某些斷面掘進機的工作機構結構形式進行分析，可包含縱軸式與橫軸式兩種，二者特征表現不同，為了有效提高掘進機適應性與生產應用效能，需要結合橫縱兩種設計來優化工作機構，對機身對接進行分析，如此可改變掘進機的適應性，提高掘進機的適應性，優化其生產能力與穩定性。在該過程中，需要研制不同用途的截割頭，實現有效截割，必要時需要更換相應截割頭，保證截割過程有針對性，建立不同排列形式的截割頭，為用戶合理選擇截割頭，即結構形式采用橫軸式及縱軸式可互換的工作機構，實現改造目的，如圖1[1]。

圖1 可互換的掘進機工作機構

(2)調速形式改造與適應性提升。對工作機構機械結構、特性及截割對象的構造、強度進行分析，了解掘進機的截割速度，以此獲得較大轉矩。如果在生產過程中截割煤巖硬度偏小，轉矩則會有所降低，轉速會相應增大，而比較常見的調速方式主要采用到了雙速電機，確保在減速級中的加變速機構進行調整。整體來講，要根據變速后的功率改變分析掘進機的截割力矩，有效改善截割力矩，調整變速形式。一般情況下，需要采用到雙速電機設計變速箱，如此更容易連接截割電機與減速機，在保留原有調速形式的基礎之上進行變速箱長度設計，確保新的變速箱安裝后滿足整體長度的設計需求，如圖2。

圖2 掘進機的截割速度調整方法示意圖

一般來說截割頭的伸縮速度對掘進機工作循環時間具有一定影響，分析其在生產應用過程中截割硬度情況及速度調整方式，可以克服某些行走不鉆進、鉆進過程中行走馬達液壓油供推進油缸不到位等等問題，有效加快鉆進速度[2]。

二、掘進機裝載機構的改造設計與適應性提升策略

針對掘進機裝載機構的改造設計及其適應性提升策略進行分析，主要需要對裝載機構的部件與鏟板兩部分內容進行調整。可以選擇多種形式及外形尺寸的裝載機構，來滿足不同工作環境及條件的實際需要，來提高其適應性

在對裝載部件的改進策略來看，可采用單中鏈刮板及雙邊鏈刮板兩種形式，并且配合實際使用條件，配備加長刮泥板刮板及通用刮板來實現不同工況的裝載作業。而構成掘進機裝載機構中的耙爪，可以采用組裝結構便于拆卸更換。同時耙爪的外形在滿足設計的同時也需適應耐磨、耐腐蝕等實際工況的要求，提高適應性。

而在進行鏟板承接與鏟取物料裝置過程中，保證結構形式對機械設備的裝載性進行調整，滿足用戶需要，設計有棱線鏟板進行隨意更換，保證單雙耙爪相互匹配適應。可在主鏟板兩側安裝副鏟板，滿足裝載要求，確保連接安全可靠，拆裝更加方便便捷。在設計改造過程中可采用不同形狀的前緣鏟板，切實做到裝載機構有效改造[3]。

三、掘進機行走機構的改造設計與適應性提升策略

掘進機行走機構的改造設計，保證行走機構承擔整機重量，優化調整工作載荷，并提高執行機構的驅動力，有效提升設備適應性。其目的是為了提高掘進機整體轉彎作業機動性及爬坡能力，從而提高掘進機整體適應性，大體可從以下三個方面展開分析。

第一，需要對履帶進行改造設計，提高其適應性，保證掘進機與地面直接接觸，深度考量設備附著性與行走質量優化調整，設計不同寬度的履帶板。在設計過程中需要對不同表面形式的履帶板進行改造調整，其中包括單履刺、平履刺、短履刺、三履刺等多種形式[4]，來配合實際應用條件，有效適應現場條件要求。

第二，需要對動力元件進行改造設計。一般來說，行走機構中的動力元件為電動機或液壓馬達，在相對干燥的環境中使用電動機驅動，可提高行走能力。而在潮濕、淋水等等有積水場合中，需要采用高動力馬達，有效提高設備適應性。設計成電、液互換方式，確保用戶選用電驅動設計到位，再配置電動機。另外在采用液壓驅動進行改造過程中也可安裝馬達，注意二者的互換性與互換后掘進機的行走速度進行調整，要合理設計相應減速器。

第三，需要對動力元件速度進行調整改造設計。這是因為掘進機本身不同于其它行走車輛，所以其行走速度無需進行大范圍調整改造，在工作過程中優化推進速度，確保行走速度兩檔調整到位。同時在供給截割頭鉆進過程中建立液壓系統，實現快速行走，建立液壓系統并實現速度調整到位[5]。

總結

在針對掘進機進行改造設計過程中可采用系統化設計技術，確保提高機械設備適應性，滿足用戶生產技術要求。在提高掘進機適應性過程中，也需要建立掘支綜合機組，提高掘進機整體生產效率與生產水平。