張軍

（1.合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院，合肥 230009；2.安徽淮南凱盛重工有限公司研發(fā)中心，安徽 淮南 232058）

帶調(diào)節(jié)功能的銷軸連接架

張軍1，2

（1.合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院，合肥 230009；2.安徽淮南凱盛重工有限公司研發(fā)中心，安徽 淮南 232058）

煤礦巷道的開采方向隨煤層的分布走勢而變化，在變坡幅度比較大的巷道工作時(shí)，掘進(jìn)機(jī)的一運(yùn)刮板輸送機(jī)的尾部容易和二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)干涉，影響煤礦石的運(yùn)輸。通過對(duì)銷軸連接架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使以上問題得到了解決。

一運(yùn)刮板輸送機(jī)；二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)；銷軸連接架；干涉

1 存在的問題

由于機(jī)械化采煤具有減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高采煤效率、降低總的噸煤成本、回采率高和安全等優(yōu)點(diǎn)，所以掘進(jìn)機(jī)已經(jīng)成為國內(nèi)外大中型煤礦巷道開采的主要設(shè)備。煤礦石從采掘到運(yùn)輸要經(jīng)過以下流程：掘進(jìn)機(jī)的切割機(jī)構(gòu)采掘的煤和煤矸石等雜質(zhì)落在鏟板上，鏟板上的星輪再將這些煤及煤矸石等運(yùn)到一運(yùn)刮板輸送機(jī)上，隨著一運(yùn)刮板的運(yùn)動(dòng)，在掘進(jìn)機(jī)的尾部落到二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)的皮帶上，從而將煤等運(yùn)出采掘區(qū)域。

由于煤層的形成、形態(tài)、分布和變化與煤層地質(zhì)結(jié)構(gòu)有一定聯(lián)系，具有不均勻、無規(guī)律的特性，巷道的開采方向隨著煤層的分布走勢而變化。因此，掘進(jìn)機(jī)在短距離內(nèi)變坡幅度比較大的“V”形巷道工作時(shí)，掘進(jìn)機(jī)的一運(yùn)刮板輸送機(jī)的尾部容易和二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)的落料接口處的鋼板及皮帶發(fā)生碰撞干涉，影響二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)輸煤炭。由于切割功率和掘進(jìn)機(jī)外形尺寸成正比，所以在使用大功率機(jī)型開采巷道時(shí)，這種情況尤為突出。簡易示意圖如圖1所示。

此外，由于掘進(jìn)機(jī)的二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)與銷軸連接架是剛性連接且與一運(yùn)輸送機(jī)的尾部存在高度落差，因此當(dāng)有重量大的煤矸石從一運(yùn)輸送機(jī)尾部落到二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)上時(shí)，二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)受到突然沖擊載荷和變載的雙重影響，會(huì)對(duì)前面的主體部形成較大的沖擊，影響機(jī)械的穩(wěn)定性能和使用壽命。

圖1 掘進(jìn)機(jī)在變坡巷道工作示意圖

2 分析原因

造成以上不良現(xiàn)象的主要原因在于，掘進(jìn)機(jī)在短距離內(nèi)變坡幅度比較大的“V”形巷道工作時(shí)，由于掘進(jìn)機(jī)和二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)的外形尺寸都比較大，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)往上爬坡時(shí)，二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)還處于下坡階段，此時(shí)，銷軸連接架處在巷道的最低端，而且原來使用的銷軸連接架只有連接架和回轉(zhuǎn)架兩個(gè)部件靠銷軸連接組成。因此，回轉(zhuǎn)架只能繞銷軸中心左右回轉(zhuǎn)，不能隨坡度的變化而上下擺動(dòng)。這就造成掘進(jìn)機(jī)的一運(yùn)刮板輸送機(jī)的尾部容易和二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)的落料接口處的鋼板及皮帶發(fā)生碰撞干涉。并且，銷軸連接架與主體部和二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)均是剛性連接，缺少相應(yīng)的緩沖裝置。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 改進(jìn)前的銷軸連接架

3 改進(jìn)措施

針對(duì)以上問題，我們對(duì)銷軸連接架進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使回轉(zhuǎn)架相對(duì)于連接架不但可以上下回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而且新增加了左右回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和具有緩沖功能的緩沖裝置。與現(xiàn)有的銷軸連接架的技術(shù)相比，帶緩沖裝置的銷軸連接架包括鉸接的連接架、過渡架、回轉(zhuǎn)架和緩沖裝置，過渡架與連接架和回轉(zhuǎn)架分別用銷軸連接，且過渡架可相對(duì)于連接架左右回轉(zhuǎn)，通過調(diào)節(jié)緩沖裝置中的鎖緊螺母可使回轉(zhuǎn)架相對(duì)于過渡架上下擺動(dòng)一定的角度，從而實(shí)現(xiàn)了連接架的左右回轉(zhuǎn)和上下回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此，使用該連接架的掘進(jìn)機(jī)在上下爬坡運(yùn)動(dòng)時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)一運(yùn)輸送機(jī)和二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)相互碰撞干涉的現(xiàn)象。此外，由于過渡架和回轉(zhuǎn)架之間還設(shè)有緩沖裝置，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)二運(yùn)受到突然變載及沖擊載荷時(shí)，緩沖裝置可減少突然變載及沖擊載荷對(duì)前面其它部件造成的不良影響。其結(jié)構(gòu)如圖3。

圖3 改進(jìn)后的銷軸連接架

如圖4所示，緩沖裝置包括緩沖框架、緩沖拉桿、階梯套環(huán)、緩沖彈簧和鎖緊螺母。緩沖框架的左端面中部開有橫向通孔，緩沖拉桿的右端向右穿過橫向通孔深入緩沖框架內(nèi)，緩沖拉桿的位于緩沖框架內(nèi)的部分上套有緩沖彈簧和階梯套環(huán)，階梯套環(huán)位于緩沖彈簧的左右兩側(cè)，其左端面與緩沖框架的左端內(nèi)壁凸臺(tái)平面相接觸，其右端面與鎖緊螺母接觸，鎖緊螺母的外表面上開有6個(gè)等間隔環(huán)形分布的撥動(dòng)盲孔，可通過撥動(dòng)插入盲孔的杠桿來松緊鎖緊螺母。

結(jié)合圖3和圖4，在過渡架和回轉(zhuǎn)架的上端中部分別安裝有耳座，緩沖拉桿和緩沖框架分別通過銷軸與過渡架和回轉(zhuǎn)架的上的耳座相連。通過調(diào)節(jié)鎖緊螺母使回轉(zhuǎn)架繞著其與過渡架相連的銷軸中心可以上下擺動(dòng)一定的角度。而連接架和過渡架通過垂直的銷軸連接，可以隨彎道自然左右回轉(zhuǎn)。

圖4 緩沖裝置

另外，在條件允許的情況下，也可以用液壓油缸代替緩沖裝置。其優(yōu)點(diǎn)在于降低了人工調(diào)節(jié)螺母的勞動(dòng)強(qiáng)度，可以根據(jù)實(shí)際情況來快速調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)架的位置，且液壓油也具有一定的緩沖作用。

4 結(jié)語

技術(shù)改進(jìn)后，通過調(diào)節(jié)鎖緊螺母，改變回轉(zhuǎn)架的上下位置，有效地避免了一運(yùn)輸送機(jī)與二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)之間相互干涉的問題，由于緩沖彈簧的存在，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)二運(yùn)輸送機(jī)受到突然變載及沖擊載荷時(shí)，緩沖裝置減緩了突然變載及沖擊載荷對(duì)二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)的沖擊力度，從而減少其對(duì)前面其它部件造成的不良影響，提高了機(jī)器的穩(wěn)定性。

（編輯 啟 迪）

TD421.5

A

1002-2333（2013）09-0032-02

張軍（1981-），男，助理工程師，在讀碩士，現(xiàn)從事煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)工作。

2013-05-28