（北方重工集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110141）

EBH360掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

廉 浩

（北方重工集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110141）

本文介紹了EBH360掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，分析了結(jié)構(gòu)形式，明確了進(jìn)一步研究的方向，為以后的設(shè)計(jì)提供參考。

掘進(jìn)機(jī)；行走機(jī)構(gòu)；設(shè)計(jì)

1 結(jié)構(gòu)組成

行走機(jī)構(gòu)分為左右布置在掘進(jìn)機(jī)的兩側(cè)，結(jié)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)鏈輪、行走架等部分，行走架通過(guò)螺栓與本體連接。掘進(jìn)機(jī)普遍采用履帶式行走機(jī)構(gòu)。起支撐整機(jī)重量、驅(qū)動(dòng)行走、截割操作等作用。掘進(jìn)作業(yè)時(shí)，行走機(jī)構(gòu)承受切割機(jī)構(gòu)工作動(dòng)載荷、作用反力、及傾覆力矩。行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)整機(jī)運(yùn)動(dòng)、工作穩(wěn)定性等性能有很大影響。行走機(jī)構(gòu)各部位結(jié)構(gòu)形式不是唯一的，設(shè)計(jì)過(guò)程中要從整機(jī)重量、工作環(huán)境、設(shè)計(jì)空間等方面考慮。

2 各部分形式的確定

2.1 驅(qū)動(dòng)形式

行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置一般有電機(jī)驅(qū)動(dòng)和液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)兩種。電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式優(yōu)點(diǎn)是抗過(guò)載能力強(qiáng)，但因?yàn)镋BH360掘進(jìn)機(jī)是重型掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)品，整機(jī)重量達(dá)125噸，行走機(jī)構(gòu)需要提供很大行走牽引力，所用電機(jī)尺寸很大，給整機(jī)布置造成麻煩。同時(shí)掘進(jìn)機(jī)在井下作業(yè)，對(duì)電機(jī)有隔爆和本安要求。

選用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，可以做到與行走減速機(jī)高度集成、結(jié)構(gòu)緊湊，為其它機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)爭(zhēng)取空間，且掘進(jìn)機(jī)自帶液壓系統(tǒng)可提供液壓油源，使用方便，在設(shè)計(jì)時(shí)一般用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方式。EBZ360掘進(jìn)機(jī)在設(shè)計(jì)中用知名品牌力士樂(lè)的行走馬達(dá)和減速機(jī)，其減速機(jī)內(nèi)置一體式多片制動(dòng)器，停車(chē)時(shí)自動(dòng)鎖緊，保證在坡面工作安全性，能適應(yīng)巷道作業(yè)。行走減速機(jī)通過(guò)高強(qiáng)螺栓與鏈輪連接，在液壓馬達(dá)帶動(dòng)下，減速機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，鏈輪嚙合履帶板，使整個(gè)行走機(jī)構(gòu)執(zhí)行各項(xiàng)動(dòng)作。

2.2 履帶形式

圖 1 履帶板結(jié)構(gòu)圖

圖 2 行走機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

履帶板在結(jié)構(gòu)選擇上有整體式和滾子式。小型掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)上還能看到滾子式，但這種履帶板結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，維修拆卸不便，無(wú)法滿(mǎn)足重型掘進(jìn)機(jī)強(qiáng)度。所以選用整體式履帶板，結(jié)構(gòu)上既保證使用強(qiáng)度滿(mǎn)足要求，又要控制履帶板重量不能過(guò)大，降低能耗。履帶板寬度設(shè)計(jì)上要考慮整機(jī)接地比壓及與接地長(zhǎng)度間配合關(guān)系。平均接地比壓計(jì)算公式如下：

EBZ360掘進(jìn)機(jī)履帶板設(shè)計(jì)寬度b為750mm，接地長(zhǎng)度L為4640mm，整機(jī)重量G為1250kN，由此算出接地比壓為0.179MPa。一般在小型掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)上要使接地比壓小于0.14MPa，雖然重型掘進(jìn)機(jī)很難達(dá)到這一數(shù)值，但在設(shè)計(jì)時(shí)也要盡量減小接地比壓。圖1為EBH360履帶板結(jié)構(gòu)圖。

2.3 履帶鏈支撐形式

掘進(jìn)機(jī)普遍使用支撐方式有摩擦板式和支重輪式。摩擦板式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工制造容易。工作原理是履帶鏈與摩擦板表面接觸，通過(guò)滑動(dòng)摩擦實(shí)現(xiàn)整機(jī)動(dòng)作，因此在摩擦板表面都焊有高耐磨性材料。這種結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)是能耗大，對(duì)履帶鏈張緊要求也比采用支重輪結(jié)構(gòu)高。支重輪式結(jié)構(gòu)與履帶鏈間是滾動(dòng)摩擦，傳動(dòng)效率高、能耗低，對(duì)惡劣工況適應(yīng)性強(qiáng)。缺點(diǎn)是在支重輪內(nèi)部采用滑動(dòng)軸承形式，遇到不平整地面時(shí)各支重輪受力不同，易損壞，設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定單個(gè)支重輪承載能力應(yīng)不小于掘進(jìn)機(jī)總重50%，表面要進(jìn)行淬火處理提高強(qiáng)度。EBZ360掘進(jìn)機(jī)履帶鏈支撐從降低能耗和松緊度調(diào)整角度考慮，采用支重輪式結(jié)構(gòu)。

2.4 張緊形式

張緊機(jī)構(gòu)原理是通過(guò)張緊油缸推動(dòng)張緊輪，通過(guò)張緊輪前后移動(dòng)來(lái)調(diào)整履帶鏈松緊程度，只有履帶鏈的松緊程度合適才能達(dá)到最佳狀態(tài)。一般要求履帶鏈在行走機(jī)構(gòu)支起情況下，下垂量調(diào)節(jié)應(yīng)在50～70mm間，如調(diào)節(jié)過(guò)松易導(dǎo)致脫鏈或者跑偏，無(wú)法正常行走。過(guò)緊會(huì)使走阻力增加，行走噪音加大，導(dǎo)致異常。張緊油缸選用一般有黃油缸和液壓油缸。黃油缸是用油槍向油缸中注入潤(rùn)滑脂，推動(dòng)缸桿進(jìn)使張緊輪來(lái)調(diào)整履帶松緊。黃油缸是通過(guò)黃油保持壓力，使用中易泄露失壓，導(dǎo)致張緊失效。EBH360掘進(jìn)機(jī)行走張緊采用的是單作用液壓油缸，壓力油推動(dòng)油缸來(lái)張緊履帶，用起來(lái)方便快捷。張緊后將卡板插入張緊腔，實(shí)現(xiàn)機(jī)械鎖定，可保證不會(huì)因?yàn)槭簩?dǎo)致張緊失效。同時(shí)履帶架設(shè)計(jì)上給張緊腔和油缸腔留出安裝口，方便拆卸維修。實(shí)際使用中，行走機(jī)構(gòu)在運(yùn)行一段時(shí)間后要調(diào)整松緊程度，因?yàn)槟ズ弦欢螘r(shí)間，履帶鏈間隙會(huì)加大，維護(hù)時(shí)要注意。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)各關(guān)鍵部位研究，最終確定行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，完成對(duì)EBH360掘進(jìn)機(jī)行走的繪制，如圖2所示。掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu)是進(jìn)行作業(yè)的根本，因此要重視對(duì)行走機(jī)構(gòu)的研究和設(shè)計(jì)。

本文通過(guò)分析EBH360掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，闡述了各部位在設(shè)計(jì)中需注意問(wèn)題，捋順了設(shè)計(jì)思路。由于井下作業(yè)環(huán)境惡劣，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和元件選用上，都應(yīng)以安全可靠為出發(fā)點(diǎn)，以使其能經(jīng)受各種工況考驗(yàn)。

[1]楊春海.掘進(jìn)機(jī)履帶式行走機(jī)構(gòu)的研究[J].科學(xué)之友，2008（03）：1-2.

[2]韓健，王書(shū)蒙，胡王景.S100掘進(jìn)機(jī)的使用與技術(shù)[J].煤礦機(jī)械，2007，28（12）.

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