鄭曉東 吉國民 郭海明

摘 要：本文簡要介紹了全斷面煤巷掘進機履帶行走機構(gòu)的組成及工作原理，并對影響行走機構(gòu)的一些因素進行了分析，提出了主要參數(shù)的計算方法及設(shè)計意義。

關(guān)鍵詞：全斷面煤巷掘進機；行走機構(gòu)；接地比壓；牽引力

中圖分類號：TD421 文獻標識碼：A

作為全斷面煤巷掘進機整機的支承座，履帶行走機構(gòu)起著克服切割機構(gòu)在工作斷面作業(yè)時所產(chǎn)生的反力、承受整機的自重等作用，同時還為掘進機在切割時提供推力。由于機器大而重，履帶架一體式機構(gòu)成為全斷面煤巷掘進機履帶行走機構(gòu)的最佳選擇。行走機構(gòu)是全斷面煤巷掘進機進行各種作業(yè)的保證，其性能的好壞直接影響掘進機的使用，因此要重視對行走機構(gòu)的研究和設(shè)計，以安全可靠為出發(fā)點，使其能夠經(jīng)受住各種工況的考驗。

1 工作原理

①履帶架體、②履帶鏈、③張緊輪、④張緊油缸、⑤支重輪組、⑥液壓馬達及行走減速機、⑦后支撐裝置等是組成全斷面煤巷掘進機行走機構(gòu)主要部分（如圖1所示）。履帶行走機構(gòu)采用的是液壓馬達驅(qū)動，這種機構(gòu)的工作原理是：高壓油經(jīng)液壓泵輸送到液壓馬達中，液壓馬達旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動鏈輪獲得減速機傳遞的馬達扭矩，完成與履帶鏈咬合，實現(xiàn)整的行走。同時在張緊油缸作用下，張緊輪向前移動，通過履帶張緊懸垂自重帶動其向后退回，調(diào)節(jié)履帶的松緊程度，以達到最佳的行走效果。

2 履帶接地比壓

掘進機的工作穩(wěn)定性和行駛通過性是體現(xiàn)掘進機整機性能的重要考察指標，而履帶接地比壓又是決定工作穩(wěn)定性和行駛通過性的重要參數(shù)，因此設(shè)計時履帶接地比壓的選擇就顯得非常關(guān)鍵。

以全斷面煤巷掘進機設(shè)計參數(shù)為例，整機重力G=2850kN，接地長度 L=5700mm，兩條履帶間距B=3000mm，履帶板寬度b=1000mm。平均接地比壓表達式如下：

式中：P—平均接地比壓，MPa；G—整機的重力，kN；B—履帶板寬度，mm；L—單邊履帶行走機構(gòu)的接地長度，mm；

經(jīng)上述公式得出，平均接地比壓P為0.25 MPa。但機器的實際行駛通過性和工作穩(wěn)定性并不能由平均接地比壓真實地反映的，而是由最大接地比壓反映出來的。這是因為掘進機重心一般不會恰好與履帶接地區(qū)段的幾何中心相重合。設(shè)計中，應(yīng)確保接地比壓分布在梯形區(qū)域內(nèi)，不允許出現(xiàn)三角形分布狀況。實際設(shè)計過程中，很難保證整機重心和履帶重心的重合，只能使兩心盡量靠近，以全斷面煤巷掘進機履帶設(shè)計為例，其最終偏心距約為900mm，經(jīng)相關(guān)公式計算得最大接地比壓約為0.48MPa 。

3 單側(cè)履帶行走機構(gòu)牽引力的確定

設(shè)計爬坡能力為4°，全斷面煤巷掘進機在水平路面上轉(zhuǎn)彎、爬坡和作業(yè)，履帶行走機構(gòu)的最小牽引力應(yīng)滿足要求。水平路面履帶的附著力應(yīng)大于最大牽引力。全斷面煤巷掘進機單側(cè)履帶的牽引力在水平地面轉(zhuǎn)彎時最大，故單側(cè)履帶行走機構(gòu)的牽引力為：

式中：T1—單邊履帶行走機構(gòu)的牽引力，kN；R1—單邊履帶對地面的滾動阻力，kN；μ—履帶與地面之間的轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)，取值范圍0.8～1.0；n—掘進機重心與行走機構(gòu)接地形心的縱向偏心距離，mm；G1—單邊履帶行走機構(gòu)承受的掘進機的重量，kN；

其余符號同上。

μ按最大值選取，通過計算得出單邊牽引力為900 kN，則整機牽引力為1800 kN。

4 履帶的張緊

全斷面煤巷掘進機履帶張緊機構(gòu)履帶鏈的松緊程度是在張緊油缸和張緊輪組共同作用下，通過調(diào)節(jié)張緊油缸來推動張緊輪組控制的。張緊油缸為單作用液壓缸，注入液壓油推動張緊油缸使履帶鏈張緊，方便省力。張緊后靠卡板鎖定釋放油缸，穩(wěn)定可靠，保護油缸不易損壞。張緊力的計算：

式中：T0 —預(yù)張力，kN；q—單位長度履帶鏈的重力，kN/mm；a—驅(qū)動輪與張緊輪的中心距，mm；h—懸垂，mm；

此全斷面煤巷掘進機所用履帶板q為9.63×10-3kN/mm，取懸垂度150mm，張緊輪與驅(qū)動輪中心距為5700mm，最終算得張緊力為678 kN。

結(jié)語

全斷面煤巷掘進機行走機構(gòu)是一個非常重要的組件，其作用是帶動掘進機在井下巷道向前推動切割、后退和轉(zhuǎn)彎等運動，同時又是整機支撐的基礎(chǔ)。它的性能和結(jié)構(gòu)的可靠性將影響整個掘進機的工作性能。

參考文獻

[1]馬健康.懸臂式掘進機履帶行走機構(gòu)主要參數(shù)的確定[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2002，30（10）.

[2]黃日恒.懸臂式掘進機[M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1996.

[3]王錚，李健.懸臂式掘進機行走機構(gòu)設(shè)計[J].煤礦機械，2011，32（07）.

[4] MT910-2002，懸臂式掘進機履帶行走機構(gòu)設(shè)計導(dǎo)則[S].