代艷松

（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410007）

目前，掘進(jìn)機(jī)的核心設(shè)備，作為地下開放的重要機(jī)械，當(dāng)前朝著大功率方向發(fā)展。這會(huì)讓整個(gè)機(jī)器的重量持續(xù)增高。掘進(jìn)機(jī)工作期間驅(qū)動(dòng)力逐漸增大，減速器的體積逐漸增大，行走機(jī)構(gòu)變成核心的支撐部件。在地上其同時(shí)擔(dān)負(fù)前行、后退、轉(zhuǎn)入掘進(jìn)機(jī)運(yùn)行，假如出現(xiàn)故障，會(huì)對(duì)掘進(jìn)機(jī)的總體工作效率造成很大程度影響，為此一定要不斷提升其的可靠性。本文分析了EBZ230型懸臂式掘進(jìn)機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主要原因，提出了解決方案。

1 EBZ230型懸臂式挖掘機(jī)簡(jiǎn)介

1.1 EBZ230型懸臂式挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)

EBZ230型懸臂式挖掘機(jī)的基本部件如圖1所示，包括切割機(jī)構(gòu)、鏟板機(jī)構(gòu)、主體部分、行走機(jī)構(gòu)、第一運(yùn)輸機(jī)械結(jié)構(gòu)、后支撐機(jī)構(gòu)、電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等。

圖1 EBZ230型懸臂式挖掘機(jī)圖

根據(jù)重量分類懸臂式挖掘機(jī)可分為微輕重量、輕重量、中重量和重重量四種。根據(jù)工作機(jī)理中切割煤巖的方式，鉆孔機(jī)可分為立軸式和臥式鉆孔機(jī)，但不同類型懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的整體布局和功能類似。在懸臂式掘進(jìn)機(jī)的組成部分，行走機(jī)構(gòu)是一個(gè)非常重要的部分。其功能是承載懸臂式掘進(jìn)機(jī)的整體重量，帶動(dòng)懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走在礦山巷道內(nèi)，實(shí)現(xiàn)整機(jī)的前進(jìn)，后退和轉(zhuǎn)向，同時(shí)還可以挖掘懸臂式掘進(jìn)機(jī)。因此，行走機(jī)構(gòu)的可靠性會(huì)影響整個(gè)懸臂掘進(jìn)機(jī)的性能。

目前，履帶行走是懸臂掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的主要形式。行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由兩種方式組成：電機(jī)和液壓驅(qū)動(dòng)。盡管電機(jī)傳動(dòng)變速器易修理，可靠性高，但只有一種行走速度，無法實(shí)現(xiàn)調(diào)速，且電機(jī)驅(qū)動(dòng)中的大體積減速箱難以布置結(jié)構(gòu)，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單并可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，提供系統(tǒng)過載保護(hù)和電機(jī)及減速機(jī)結(jié)。由于結(jié)構(gòu)緊湊，液壓傳動(dòng)裝置被用作動(dòng)臂式掘進(jìn)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力。行走機(jī)構(gòu)的張緊裝置有機(jī)械和液壓兩種類型。機(jī)械擰緊方式的絞緊器比較復(fù)雜，修理安裝不方便。液壓收緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修和使用方便，更適合地下作業(yè)，液壓式收緊裝置多用于懸臂式鏜床的行走機(jī)構(gòu)。

1.2 EBZ230型懸臂式掘進(jìn)機(jī)主要技術(shù)性能（表1）

表1

1.3 EBZ230型懸臂式掘進(jìn)機(jī)的特點(diǎn)

EBZ230型懸臂式掘進(jìn)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)不間斷地切割、裝卸與運(yùn)載。其的顯著特征是穩(wěn)定性優(yōu)良、重心低、工藝領(lǐng)先、配置高。切割部分運(yùn)用的是技術(shù)領(lǐng)先的軸承與切齒，并具有較強(qiáng)的破巖能力，它具有內(nèi)部和外部噴霧體系，且擁有過濾設(shè)備與泄漏監(jiān)測(cè)和保護(hù)性能；電機(jī)有效推動(dòng)星形輪運(yùn)行，十分有助于裝載與底部地保潔；中心位置的輸送機(jī)與鏟板的直線組織構(gòu)成4條滑道。當(dāng)鏟板升高的時(shí)候，首條輸送機(jī)的雙鏈條的長(zhǎng)度非常小。驅(qū)動(dòng)力與減速機(jī)高度集成，動(dòng)力大，功能穩(wěn)定、液壓體系穩(wěn)定、功率不變、裝載敏感管控功能，壓力、油溫、油位顯示等保護(hù)裝置，電氣系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，操作箱具有液晶漢字動(dòng)態(tài)顯示故障自診斷和記憶功能等。

1.4 EBZ230型懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)工作原理

懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)采用履帶式，通常由履帶架、履帶、傳動(dòng)鏈輪、耐磨板、導(dǎo)向張緊輪和張緊裝置組成。步行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖2所示。掘進(jìn)機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的工作原理是液壓泵向液壓馬達(dá)提供高壓液壓油，使液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)減速機(jī)構(gòu)產(chǎn)生低速和大扭矩。通過液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)輪和鏈輪旋轉(zhuǎn)，鏈輪的齒和履帶的鏈條履帶銷，履帶旋轉(zhuǎn)。最后，駕駛機(jī)器可以獲得行動(dòng)能力。

導(dǎo)輪起引導(dǎo)作用，張緊筒和導(dǎo)輪可以一起調(diào)節(jié)履帶的松緊度。在設(shè)計(jì)中，方向盤和鏈輪必須位于同一條直線上。在懸臂式漂流器的情況下，必須滿足人體的運(yùn)動(dòng)，向后和向右轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，行走機(jī)構(gòu)需要分開驅(qū)動(dòng)并單獨(dú)放置。傳輸?shù)囊苿?dòng)模式。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)需要前后移動(dòng)時(shí)，左右電機(jī)同時(shí)帶動(dòng)鏈輪驅(qū)動(dòng)履帶。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)需要轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，另一側(cè)的液壓馬達(dá)可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)的液壓馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，兩邊的液壓馬達(dá)需要轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可同時(shí)運(yùn)行。

圖2 挖進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)總體布置圖

掘進(jìn)機(jī)采用帶支撐輪的履帶式行走機(jī)構(gòu)。左右履帶行走機(jī)構(gòu)對(duì)稱布置并分別驅(qū)動(dòng)。每個(gè)高強(qiáng)度螺栓都與框架連接。每個(gè)行走機(jī)構(gòu)由一臺(tái)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，該馬達(dá)由行走減速器，傳動(dòng)鏈輪和履帶鏈條構(gòu)成，推動(dòng)履帶移動(dòng)。行走機(jī)構(gòu)大致包括液壓馬達(dá)、導(dǎo)向張力裝置、行走減速器、左側(cè)履帶架等。制動(dòng)器集成在一般處于關(guān)閉形態(tài)的行走減速器內(nèi)。當(dāng)機(jī)器移動(dòng)的時(shí)候，泵站給行走液壓馬達(dá)供給燃料，且給減速器的內(nèi)制動(dòng)器供給燃料，以推動(dòng)制動(dòng)器抬升。

2 EBZ230型懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)故障剖析

掘進(jìn)機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的故障通常有兩種，一種是機(jī)械故障，一種是液壓系統(tǒng)故障。

第一種故障通常非常明顯，容易找出與解決。

2.1 履帶松弛，緊固或跳繩

在掘進(jìn)機(jī)運(yùn)行過程中，履帶一定要維持恰當(dāng)?shù)乃删o度，這對(duì)于履帶鏈與驅(qū)動(dòng)輪的準(zhǔn)確嚙合特別關(guān)鍵，同時(shí)對(duì)于機(jī)械總體的穩(wěn)定性有很大影響。

左右軌道張力的調(diào)節(jié)依托張緊缸驅(qū)動(dòng)的張緊輪組達(dá)成。張緊油缸伸出后，張緊輪支架后插入夾板內(nèi)，通過按壓軌道張力松開張緊油缸夾緊夾板?？ㄒ罁?jù)實(shí)際需求能夠分成多種規(guī)格，且能夠自行組合。

在履帶跳繩的狀況下，通常情形是軌道未張緊亦或張緊油缸毀壞，為此可更新張緊油缸的密封。如果賽道太緊，一般性能無法行走?？梢匀∠o張力缸并松開軌道;當(dāng)軌道太松時(shí)，鏈輪不與履帶相嚙合，原因如下：

當(dāng)軌道間距變長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)排除故障且換上新的部件。當(dāng)賽道過松的時(shí)候，許可嘗試將履帶板卸下。應(yīng)當(dāng)指出的是，軌道張緊度應(yīng)該是適當(dāng)?shù)?。在軌道張緊后，必須有一定的下垂，其下垂值為50～70毫米。

2.2 行走減速器的內(nèi)部損傷

如果掘進(jìn)機(jī)行走部件正常，則另一側(cè)不會(huì)有任何動(dòng)作，主要是為了減速器的內(nèi)部毀壞。另外，可采用替換油壓管線的方式來判斷機(jī)械故障。假如替換之前的無動(dòng)作依舊不動(dòng)，可認(rèn)為液壓系統(tǒng)正常，減速度存在異常；減速機(jī)升溫或者出現(xiàn)異常聲響，通?？膳卸槭菧p速機(jī)軸承毀壞或者齒輪毀壞，通常拆卸查看，然而地下沒有條件修理減速機(jī)，大部分為整機(jī)更換。

2.3 驅(qū)動(dòng)輪損壞

這種故障更直觀，場(chǎng)景可以零負(fù)荷運(yùn)行。驅(qū)動(dòng)輪可拆卸之后查看減速機(jī)的輸出軸與驅(qū)動(dòng)輪的外花鍵。關(guān)鍵是和機(jī)械故障比較，液壓系統(tǒng)故障更繁雜。我們要基于整臺(tái)機(jī)器的液壓原理，且依據(jù)現(xiàn)實(shí)狀況進(jìn)行實(shí)際剖析與評(píng)判。

2.3.1 左右行走速度存在差異

產(chǎn)生該種故障，可能的因素是液壓馬達(dá)的速度不一樣，兩邊行走不一致。這種情況下應(yīng)當(dāng)查看機(jī)油壓力。拉力缸故障導(dǎo)致軌道緊密。這個(gè)時(shí)候應(yīng)當(dāng)對(duì)油缸壓力與密封情況進(jìn)行檢查，將毀壞的密封替換掉；軌道側(cè)面的間距應(yīng)當(dāng)增長(zhǎng)而且應(yīng)當(dāng)調(diào)節(jié)緊軌。

2.3.2 爬行者不能走路或走路不好

這種故障大多是由液壓不到位或者油馬達(dá)內(nèi)部毀壞導(dǎo)致的。排除方式是對(duì)泵或者閥的壓力加以調(diào)節(jié)亦或替換新的油馬達(dá)。更換電機(jī)時(shí)保持清潔。另外，可能是多方向閥故障，且對(duì)多方向閥進(jìn)行仔細(xì)檢驗(yàn)。

2.3.3 液壓系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定

假如液壓體系的液壓較低，則掘進(jìn)機(jī)的功能無法全面發(fā)揮出來。這個(gè)時(shí)候應(yīng)當(dāng)要查看溢流閥，看設(shè)定的數(shù)值與有關(guān)要求一致與否。之后，查看各部件密封件存在泄漏問題與否，雙泵內(nèi)部毀壞與否，及時(shí)替換與否。

同時(shí)，在履帶運(yùn)動(dòng)期間，相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件之間會(huì)發(fā)生摩擦損失。其中，常見的易損件有以下幾部分：皮帶輪外緣面和鏈軌側(cè)面；驅(qū)動(dòng)輪的輪齒表面和履帶板連接銷釘?shù)耐獗砻妫瑢?dǎo)輪和履帶板的內(nèi)表面；車輪的圓弧和履帶板的內(nèi)表面；銷軸的外表面以及銷和履帶板的內(nèi)表面的磨損。

（1）磨輪磨損。負(fù)載輪把挖掘機(jī)自重與工作負(fù)載轉(zhuǎn)嫁到地面上。動(dòng)態(tài)負(fù)載高，工作環(huán)境惡劣。尤其是在挖掘機(jī)拐彎時(shí)，支撐輪的外側(cè)表面和鏈軌表層相碰觸。輪子的磨損減小到鏈軌的接觸凸緣的寬度。

（2）齒輪和銷的磨損。在履帶行駛期間，在驅(qū)動(dòng)輪齒與銷套間常常產(chǎn)生滑動(dòng)磨損。和一般齒輪磨損近似，驅(qū)動(dòng)輪的磨損一般產(chǎn)生在齒輪齒的前面和后面，齒輪齒的兩端，齒輪齒的根部和齒輪齒的頂部。磨損使齒輪和銷釘匹配尺寸產(chǎn)生改變，致使嚙合時(shí)齒輪齒遭遇沖擊，讓其他部件間的磨損程度更嚴(yán)重，大幅減少履帶行走裝置的運(yùn)用時(shí)間。

（3）導(dǎo)輪和皮帶輪的磨損。在軌道運(yùn)行期間，由于導(dǎo)輪，支撐輪和履帶連桿間的碰觸，碰觸表面出現(xiàn)一定程度地磨損。磨損大多產(chǎn)生在履帶溝槽與輪緣中。磨損特性是在正常行駛條件下，軌道兩側(cè)的導(dǎo)輪和皮帶輪均衡磨損。（a）導(dǎo)輪的磨損。通常而言，方向盤磨損有2種出現(xiàn)較多的情形，其一是局部磨削，這通常是由于組裝中的偏心導(dǎo)輪造成的， 需要及時(shí)調(diào)整，使方向盤的徑向中心與鏈條的中心重合。另一方面，方向盤的磨損在車輪兩側(cè)更為嚴(yán)重，為此應(yīng)當(dāng)明確所有的車輪在履帶架上的相對(duì)地點(diǎn)準(zhǔn)確與否。（b）磨損輪子磨損。因?yàn)檐壍郎暇哂卸噙呅涡?yīng)，假如軌道功能薄弱，軌道會(huì)松弛，致使履帶連和皮帶輪接觸的時(shí)候形成沖擊。在該種沖擊過程中，皮帶輪很容易磨損，因此有必要確保軌道合理張緊。同時(shí)，工作現(xiàn)場(chǎng)的沙子也會(huì)造成皮帶輪的磨損，所以我們需要注意定期清洗。皮帶輪的磨損具有減小法蘭寬度和外徑的特點(diǎn)。

（4）履帶銷軸和銷的磨損。在履帶工作過程中，銷軸與銷套之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致擠壓和摩擦，這是磨損的主要原因。由于銷和銷的磨損，履帶的軌距將被拉長(zhǎng)，這導(dǎo)致銷套在與驅(qū)動(dòng)輪嚙合時(shí)的相對(duì)位置的變化，導(dǎo)致振動(dòng)和沖擊的作用。假如沒有第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，乃至?xí)率孤膸嚅_且減短履帶行走設(shè)施的運(yùn)用時(shí)長(zhǎng)。銷軸的磨損大多產(chǎn)生在頭部與桿部。圖3為銷軌、銷套和鏈軌的組裝圖。

（5）履帶板的磨損。履帶板的操作環(huán)境十分惡劣，直接遭受沖擊與壓力等諸多因素的影響。在各種條件下作業(yè)時(shí)，卡特彼勒板的頂部磨損部件是不同的，可分為履帶板和支撐輪的部件以及相對(duì)滑動(dòng)部件；履帶與土壤的位置。

應(yīng)當(dāng)注重的是，在上文進(jìn)行的履帶行走機(jī)構(gòu)的核心部件的磨損剖析中，不應(yīng)當(dāng)防止每一種磨損，并且允許正常磨損。一般情況下，履帶板、驅(qū)動(dòng)輪等都應(yīng)當(dāng)依據(jù)實(shí)際狀況定期替換。

3 行走機(jī)構(gòu)故障的解決措施

3.1 增加接地面積和長(zhǎng)度

對(duì)于掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)中出現(xiàn)的故障，可采取增加履帶接地面積和長(zhǎng)度。根據(jù)平均地面比壓公式P=G/2Lb（P型掘進(jìn)機(jī)的平均地面比壓，G型掘進(jìn)機(jī)的重力，B履帶板的寬度，L履帶行走機(jī)構(gòu)的接地長(zhǎng)度），需要增加履帶的長(zhǎng)度并增加履帶的寬度。

圖3 銷軌、銷套和鏈軌組裝圖

3.2 定期檢查和更換掘進(jìn)機(jī)部件

當(dāng)掘進(jìn)機(jī)處于機(jī)械狀態(tài)時(shí)，有必要及時(shí)更換問題零件。例如，如果軌道太緊或太松，則需要安裝或移除一些軌道板。機(jī)械故障類通過換油壓力管道來判斷，如果更換仍不能解決，則可排除液壓系統(tǒng)故障，可能是變速箱故障，減速機(jī)有異響或溫度升高較快，一般出現(xiàn)的情況是在軸承損壞的減速器中，所以需要拆除檢查。如果損壞程度尚未不需要暫時(shí)修復(fù)，則需更換整個(gè)減速箱或取下驅(qū)動(dòng)輪，如果必須更換，則檢查從花鍵外的減速機(jī)輸出鍵中取出傳動(dòng)齒輪。并定期檢查掘進(jìn)機(jī)油缸的壓力和密封程度，及時(shí)更換損壞的密封。如果軌道的節(jié)距變長(zhǎng)，則應(yīng)調(diào)整軌道的松緊度，并且不應(yīng)允許松弛度或松緊程度。

3.3 導(dǎo)帶和導(dǎo)向張緊器

履帶鏈條的松緊度對(duì)于掘進(jìn)機(jī)的移動(dòng)特別關(guān)鍵。履帶鏈太松或者太緊均會(huì)給機(jī)械的行走帶來不良影響。導(dǎo)向張緊器的作用是對(duì)履帶鏈條的松緊程度加以調(diào)整。一般的導(dǎo)向張緊設(shè)施運(yùn)用黃油張緊模式，也就是以黃油槍把潤(rùn)滑油添加到油缸中，受到推力后，活塞桿后移，促使方向盤向外側(cè)運(yùn)動(dòng)，履帶鏈變緊。該種架構(gòu)需依托黃油來維持內(nèi)部壓力，而黃油較易外泄并且壓力降低，從而導(dǎo)致履帶鏈放松，使用油脂槍將其擰緊有很大難度。為了應(yīng)對(duì)該問題，導(dǎo)向張緊設(shè)施運(yùn)用液壓張力。張緊油缸通過管路與液壓系統(tǒng)連接，并由球閥鎖定，操作特別簡(jiǎn)便。履帶松弛時(shí)，需要拉緊張緊的球閥，注入壓力油推動(dòng)活塞桿移動(dòng)緊密的履帶鏈，然后插入氣缸墊并鎖定在鎖板上。油缸運(yùn)用進(jìn)口密封件，能夠避免泄漏造成的壓力損失。

4 結(jié)語

行走機(jī)構(gòu)部分是掘進(jìn)機(jī)的主要構(gòu)成內(nèi)容，依據(jù)故障現(xiàn)實(shí)狀況正確找出故障成因特別關(guān)鍵。然而平常的檢查不可小覷。通常日常檢查主要包括：軌道張力出現(xiàn)異常與否；履帶板毀壞與否；履帶銷脫落與否。另外，定期清潔液壓油是非常重要的。