陳有力 吳雪娜 張子明 吳海濱

1.遼寧通用重型機(jī)械股份有限公司 遼寧 鐵嶺 112700 2.鐵能集團(tuán)煤層氣開發(fā)利用分公司 遼寧 鐵嶺 112700

目前伴隨城市化建設(shè)水平的提高，新型掘進(jìn)機(jī)設(shè)備也逐漸出現(xiàn)，打破傳統(tǒng)掘進(jìn)機(jī)的礦井使用的應(yīng)用界限，其使用范圍正在突破限制，應(yīng)用范圍更加廣范。結(jié)合多年的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提高掘進(jìn)機(jī)的生產(chǎn)適應(yīng)性非常必要。大體上可以參考結(jié)合它的三部分主要機(jī)構(gòu)內(nèi)容展開分析，確保改進(jìn)設(shè)計(jì)方案實(shí)施到位，提高掘進(jìn)機(jī)整體生產(chǎn)適應(yīng)性能。

一、掘進(jìn)機(jī)工作機(jī)構(gòu)改造設(shè)計(jì)與適應(yīng)性提升策略

在掘進(jìn)機(jī)中，工作機(jī)構(gòu)是起到截割作用的機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式影響截割能力，而其實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況則相對直接的影響了掘進(jìn)機(jī)的生產(chǎn)能力。為了提高其適應(yīng)性，需要對掘進(jìn)機(jī)工作機(jī)構(gòu)的掘進(jìn)效率與適應(yīng)性提升進(jìn)行分析，保證掘進(jìn)效率與機(jī)體始終保持良好穩(wěn)定性。在對掘進(jìn)機(jī)工作機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造、提升其適應(yīng)性過程中，需要對其結(jié)構(gòu)形式、調(diào)速方式兩點(diǎn)展開分析。

(1)結(jié)構(gòu)形式改造與適應(yīng)性提升。針對某些斷面掘進(jìn)機(jī)的工作機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分析，可包含縱軸式與橫軸式兩種，二者特征表現(xiàn)不同，為了有效提高掘進(jìn)機(jī)適應(yīng)性與生產(chǎn)應(yīng)用效能，需要結(jié)合橫縱兩種設(shè)計(jì)來優(yōu)化工作機(jī)構(gòu)，對機(jī)身對接進(jìn)行分析，如此可改變掘進(jìn)機(jī)的適應(yīng)性，提高掘進(jìn)機(jī)的適應(yīng)性，優(yōu)化其生產(chǎn)能力與穩(wěn)定性。在該過程中，需要研制不同用途的截割頭，實(shí)現(xiàn)有效截割，必要時(shí)需要更換相應(yīng)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(jié)構(gòu)形式采用橫軸式及縱軸式可互換的工作機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)改造目的，如圖1[1]。

圖1 可互換的掘進(jìn)機(jī)工作機(jī)構(gòu)

(2)調(diào)速形式改造與適應(yīng)性提升。對工作機(jī)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu)、特性及截割對象的構(gòu)造、強(qiáng)度進(jìn)行分析，了解掘進(jìn)機(jī)的截割速度，以此獲得較大轉(zhuǎn)矩。如果在生產(chǎn)過程中截割煤巖硬度偏小，轉(zhuǎn)矩則會(huì)有所降低，轉(zhuǎn)速會(huì)相應(yīng)增大，而比較常見的調(diào)速方式主要采用到了雙速電機(jī)，確保在減速級(jí)中的加變速機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。整體來講，要根據(jù)變速后的功率改變分析掘進(jìn)機(jī)的截割力矩，有效改善截割力矩，調(diào)整變速形式。一般情況下，需要采用到雙速電機(jī)設(shè)計(jì)變速箱，如此更容易連接截割電機(jī)與減速機(jī)，在保留原有調(diào)速形式的基礎(chǔ)之上進(jìn)行變速箱長度設(shè)計(jì)，確保新的變速箱安裝后滿足整體長度的設(shè)計(jì)需求，如圖2。

圖2 掘進(jìn)機(jī)的截割速度調(diào)整方法示意圖

一般來說截割頭的伸縮速度對掘進(jìn)機(jī)工作循環(huán)時(shí)間具有一定影響，分析其在生產(chǎn)應(yīng)用過程中截割硬度情況及速度調(diào)整方式，可以克服某些行走不鉆進(jìn)、鉆進(jìn)過程中行走馬達(dá)液壓油供推進(jìn)油缸不到位等等問題，有效加快鉆進(jìn)速度[2]。

二、掘進(jìn)機(jī)裝載機(jī)構(gòu)的改造設(shè)計(jì)與適應(yīng)性提升策略

針對掘進(jìn)機(jī)裝載機(jī)構(gòu)的改造設(shè)計(jì)及其適應(yīng)性提升策略進(jìn)行分析，主要需要對裝載機(jī)構(gòu)的部件與鏟板兩部分內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整?？梢赃x擇多種形式及外形尺寸的裝載機(jī)構(gòu)，來滿足不同工作環(huán)境及條件的實(shí)際需要，來提高其適應(yīng)性

在對裝載部件的改進(jìn)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(shí)際使用條件，配備加長刮泥板刮板及通用刮板來實(shí)現(xiàn)不同工況的裝載作業(yè)。而構(gòu)成掘進(jìn)機(jī)裝載機(jī)構(gòu)中的耙爪，可以采用組裝結(jié)構(gòu)便于拆卸更換。同時(shí)耙爪的外形在滿足設(shè)計(jì)的同時(shí)也需適應(yīng)耐磨、耐腐蝕等實(shí)際工況的要求，提高適應(yīng)性。

而在進(jìn)行鏟板承接與鏟取物料裝置過程中，保證結(jié)構(gòu)形式對機(jī)械設(shè)備的裝載性進(jìn)行調(diào)整，滿足用戶需要，設(shè)計(jì)有棱線鏟板進(jìn)行隨意更換，保證單雙耙爪相互匹配適應(yīng)?？稍谥麋P板兩側(cè)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(shè)計(jì)改造過程中可采用不同形狀的前緣鏟板，切實(shí)做到裝載機(jī)構(gòu)有效改造[3]。

三、掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的改造設(shè)計(jì)與適應(yīng)性提升策略

掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的改造設(shè)計(jì)，保證行走機(jī)構(gòu)承擔(dān)整機(jī)重量，優(yōu)化調(diào)整工作載荷，并提高執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力，有效提升設(shè)備適應(yīng)性。其目的是為了提高掘進(jìn)機(jī)整體轉(zhuǎn)彎作業(yè)機(jī)動(dòng)性及爬坡能力，從而提高掘進(jìn)機(jī)整體適應(yīng)性，大體可從以下三個(gè)方面展開分析。

第一，需要對履帶進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，提高其適應(yīng)性，保證掘進(jìn)機(jī)與地面直接接觸，深度考量設(shè)備附著性與行走質(zhì)量優(yōu)化調(diào)整，設(shè)計(jì)不同寬度的履帶板。在設(shè)計(jì)過程中需要對不同表面形式的履帶板進(jìn)行改造調(diào)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(shí)際應(yīng)用條件，有效適應(yīng)現(xiàn)場條件要求。

第二，需要對動(dòng)力元件進(jìn)行改造設(shè)計(jì)。一般來說，行走機(jī)構(gòu)中的動(dòng)力元件為電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)，在相對干燥的環(huán)境中使用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，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(dòng)力馬達(dá)，有效提高設(shè)備適應(yīng)性。設(shè)計(jì)成電、液互換方式，確保用戶選用電驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)到位，再配置電動(dòng)機(jī)。另外在采用液壓驅(qū)動(dòng)進(jìn)行改造過程中也可安裝馬達(dá)，注意二者的互換性與互換后掘進(jìn)機(jī)的行走速度進(jìn)行調(diào)整，要合理設(shè)計(jì)相應(yīng)減速器。

第三，需要對動(dòng)力元件速度進(jìn)行調(diào)整改造設(shè)計(jì)。這是因?yàn)榫蜻M(jìn)機(jī)本身不同于其它行走車輛，所以其行走速度無需進(jìn)行大范圍調(diào)整改造，在工作過程中優(yōu)化推進(jìn)速度，確保行走速度兩檔調(diào)整到位。同時(shí)在供給截割頭鉆進(jìn)過程中建立液壓系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)快速行走，建立液壓系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)速度調(diào)整到位[5]。

總結(jié)

在針對掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)過程中可采用系統(tǒng)化設(shè)計(jì)技術(shù)，確保提高機(jī)械設(shè)備適應(yīng)性，滿足用戶生產(chǎn)技術(shù)要求。在提高掘進(jìn)機(jī)適應(yīng)性過程中，也需要建立掘支綜合機(jī)組，提高掘進(jìn)機(jī)整體生產(chǎn)效率與生產(chǎn)水平。