鄭曉東　蔡健　張寧寧

摘 要：全斷面煤巷高效掘進機行走機構(gòu)采用整體履帶板加支重輪式結(jié)構(gòu)，由驅(qū)動輪驅(qū)動履帶板，從而實現(xiàn)整機的移動并提供截割機構(gòu)向前的工作推力。驅(qū)動輪是行走機構(gòu)的關鍵零件，其性能直接影響整機運行的平穩(wěn)性和截割工作的高效性。本文通過全斷面煤巷高效掘進機行走驅(qū)動輪的設計過程，介紹了一種驅(qū)動輪齒形的設計方法。

關鍵詞：全斷面煤巷高效掘進機；驅(qū)動輪；齒形設計

中圖分類號：TD421.5 文獻標識碼：A

1 引言

目前煤礦井下使用的掘進機多采用整體履帶板加支重輪式結(jié)構(gòu)，由驅(qū)動輪驅(qū)動履帶板，從而實現(xiàn)整機的移動。履帶板可依據(jù)煤炭相關設計標準設計。但是驅(qū)動輪沒有相應的煤炭設計標準，多根據(jù)履帶板的結(jié)構(gòu)尺寸和鏈傳動相關鏈輪設計標準，進行類比設計，尋求齒形的設計。

2 行走機構(gòu)簡介

大多數(shù)工程機械采用履帶式行走機構(gòu)，履帶又分為組合式履帶和整體式履帶。工程機械常用的是套筒滾子鏈式履帶行走機構(gòu)，各個零件組裝在一起，可單獨更換，但在煤礦機械使用時，由于更換拆卸困難，不易在掘進機工作的惡劣工況下實施。經(jīng)過不斷的發(fā)展改進，目前掘進機多采用驅(qū)動輪帶動整體式履帶板加支重輪式的行走驅(qū)動形式，以滾動摩擦代替以往的滑動摩擦，運行阻力小，運行平穩(wěn)、傳動可靠、結(jié)構(gòu)簡單、使用維修方便。驅(qū)動輪用來將行走機構(gòu)的動力傳遞給履帶，因此對驅(qū)動輪的主要要求是嚙合平穩(wěn)，并在履帶因銷套磨損而伸長時，仍能很好嚙合，不得有“跳齒”現(xiàn)象。履帶行走裝置的驅(qū)動輪通常放在行走機構(gòu)的后部，這樣會縮短履帶張緊段的長度，減少功率損失。

3 齒形的設計方法

驅(qū)動輪設計要根據(jù)所設計機型的整機重量等確定履帶板的節(jié)距等結(jié)構(gòu)尺寸，整機所需推力等確定所需驅(qū)動力，從而確定行走功率，根據(jù)總體要求，確定行走速度，選擇合適的行走減速機，確定減速比，選擇驅(qū)動輪的大小、齒數(shù)等。本全斷面煤巷高效掘進機的齒形設計主要參考相關的鏈輪設計標準，將工作齒廓段設計為一段直線段結(jié)構(gòu)，齒槽分離量根據(jù)履帶板的結(jié)構(gòu)確定。齒形設計主要參數(shù)的選擇見表1。

根據(jù)表1的技術參數(shù)，可進行驅(qū)動齒形的繪制，繪制出的齒形如圖1所示。

4 全斷面煤巷高效掘進機行走驅(qū)動輪設計參數(shù)

以全斷面煤高效巷掘進機行走驅(qū)動輪設計參數(shù)為例，履帶鏈節(jié)距為300mm，滾子直徑為125mm，驅(qū)動輪齒數(shù)z=11。齒頂圓直徑考慮到分度圓以上齒高段幾乎為不承力區(qū)，取設計偏小值，其它設計參數(shù)也根據(jù)整體結(jié)構(gòu)的需要進行相應的參數(shù)選取。相關參數(shù)及設計計算見表2。

根據(jù)表2的技術參數(shù)，繪制出的齒形如圖2所示，其整體三維圖如圖3所示。

結(jié)論

本文介紹的設計方法在全斷面煤巷高效掘進機行走驅(qū)動輪設計中應用，整機在神東大柳塔煤礦進行了5000多米井下實際使用，使用過程中無卡阻，運行平穩(wěn)，效果良好，齒面磨損均勻，磨損量小，使用壽命能達到設計要求，具有良好的推廣應用價值。

參考文獻

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