鄭心揚

(久益環(huán)球(天津)裝備制造有限公司，天津 300308)

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淺談如何提高掘進機的適應(yīng)性

鄭心揚

(久益環(huán)球(天津)裝備制造有限公司，天津 300308)

掘進機要想實現(xiàn)真正意義上的系列化設(shè)計，就必須不斷提高自身的適應(yīng)性，使每個型號的掘進機都能廣泛應(yīng)用，滿足掘進機用戶的施工作業(yè)需求，這也是掘進機生產(chǎn)制造企業(yè)面臨的共同課題。從掘進機工作機構(gòu)適應(yīng)性的改進、掘進機裝載機構(gòu)的改進、掘進機行走機構(gòu)的改進入手，對如何提高掘進機的適應(yīng)性展開分析。

掘進機；適應(yīng)性；裝載機構(gòu)；行走機構(gòu)

為進一步提高掘進機的適應(yīng)性，無論是掘進機的制造過程，還是掘進機的改進設(shè)計過程都具有重要意義，這也成為所有掘進機制造企業(yè)面臨的重點課題，是社會各界關(guān)注的熱點問題。筆者結(jié)合個人從事掘進機工作的實踐經(jīng)驗與相關(guān)參考文獻，從掘進機的工作機構(gòu)、裝載機構(gòu)、行走機構(gòu)改進設(shè)計入手，提出幾點建議，以期不斷優(yōu)化掘進機的使用性能，提高掘進機的適應(yīng)性，更好地滿足掘進機用戶的需求。

1 對掘進機工作機構(gòu)適應(yīng)性的改進設(shè)計

在掘進機的施工作業(yè)過程中，工作機構(gòu)是直接用于截割的重要裝置，因此工作機構(gòu)的實際運轉(zhuǎn)情況、結(jié)構(gòu)形式及截割能力都會對掘進機產(chǎn)生巨大影響。為進一步提高掘進機工作機構(gòu)的適應(yīng)性，可從結(jié)構(gòu)形式、調(diào)速方式兩方面入手改進設(shè)計。

第一，對結(jié)構(gòu)形式進行改進設(shè)計。大多數(shù)斷面掘進機的工作機構(gòu)為縱軸式和橫軸式兩種，特點各不相同。為進一步提高掘進機在實際施工作業(yè)中的適應(yīng)性，應(yīng)將結(jié)構(gòu)形式設(shè)計為縱軸式和橫軸式可相互轉(zhuǎn)換的工作機構(gòu)，滿足掘進機用戶的多元化選擇，如圖1所示。

圖1 可互換的工作機構(gòu)Fig.1 Interchangeable working agency

第二，對調(diào)速方式進行改進設(shè)計。在掘進機的實際施工作業(yè)過程中，考慮到被截割對象不同的機械特性，為了提高掘進機的適應(yīng)性，應(yīng)對掘進機的截割速度進行適當調(diào)整，使其隨著煤巖硬度的變化而變化，以獲得最大的轉(zhuǎn)矩。目前，掘進機主要采用兩種調(diào)速方式，即雙速電機調(diào)速方式與減速級中加變速機構(gòu)。事實上，采用雙速電機并未提升截割力矩，而在減速級中加變速機構(gòu)也并未真正考慮用戶的切實變速需求。筆者建議可在雙速電機調(diào)速的基礎(chǔ)上，設(shè)計一個變速箱，如圖2所示。掘進機在實際施工作業(yè)過程中，截割頭鉆進時機器是不行走的，行走時機器也是不鉆進的，為了進一步提高鉆進速度，可在鉆進的過程中將行走馬達中的液壓油供給推進油缸。目前，大多數(shù)掘進機懸臂的擺動速度仍無法調(diào)整，為了更好地適應(yīng)煤巖的實際特性，建議采用恒功率調(diào)速系統(tǒng)，最大限度地利用機器功率，實現(xiàn)對懸臂擺動速度的調(diào)整，大大加強掘進機的適應(yīng)性。

圖2 變速箱Fig.2 Gearbox

2 對掘進機裝載機構(gòu)的改進設(shè)計

目前，大多數(shù)的掘進機仍然只具備一種形式、尺寸的裝載機構(gòu)，致使掘進機在使用過程中受到了較大的限制。為進一步提高掘進機的適應(yīng)性，可對構(gòu)成掘進機裝載機構(gòu)的兩部分進行改進設(shè)計。

第一，對裝載部件進行改進設(shè)計。目前，掘進機的裝載部件主要采用耙爪式和星輪式，為進一步提高掘進機裝載部件的適應(yīng)性，應(yīng)將掘進機的裝載部件設(shè)計為既能安裝耙爪，又能安裝星輪的模式，如圖3-a、3-b所示。為進一步提高耙裝生產(chǎn)率，耙爪應(yīng)使用組裝形式，如圖3-c所示。

圖3 可更換、可組裝的裝載部件Fig.3 Interchangeable and assembled loading components

第二，對鏟板進行改進設(shè)計。為進一步提高鏟板的適應(yīng)性，更好地滿足掘進機用戶的實際需求，可將鏟板設(shè)計為中間有棱線的鏟板模式，并根據(jù)施工作業(yè)的實際情況，設(shè)計出擁有不同前緣形狀的鏟板，進而大大提高鏟板的適應(yīng)性。此外，結(jié)合耙爪改進設(shè)計情況，也可以將鏟板設(shè)計為組合式，需要注意是，必須確保鏟板連接的可靠性、拆裝的簡便性。

3 對掘進機行走機構(gòu)的改進設(shè)計

掘進機要想移動、轉(zhuǎn)彎，必須依靠行走機構(gòu)，行走機構(gòu)幾乎承擔著掘進機的整個重量。為進一步提高掘進機的適應(yīng)性，應(yīng)對掘進機的行走機構(gòu)進行改進設(shè)計。

第一，對履帶進行改進設(shè)計。履帶作為掘進機與地面直接接觸的重要部分，其自身特性不僅僅決定了掘進機的附著性，也直接決定了掘進機的行走質(zhì)量情況。為了使掘進機在各種地表情況下都能順利行走，應(yīng)對掘進機履帶進行改進設(shè)計，提高履帶的適應(yīng)性。如，設(shè)計具有不同寬度的履帶板，設(shè)計表現(xiàn)現(xiàn)狀各異的履帶板，以供掘進機用戶選擇，更好地滿足不同施工作業(yè)現(xiàn)場的實際需求。

第二，對動力原件進行改進設(shè)計。通常情況下，掘進機的行走機構(gòu)在干燥的環(huán)境下，主要采用電動機進行驅(qū)動，而在比較潮濕或存有積水的施工作業(yè)環(huán)境下，則多采用液壓馬達進行驅(qū)動。為了進一步提高掘進機的適應(yīng)性，可以將行走機構(gòu)設(shè)計為電動機與液壓馬達二者可以相互轉(zhuǎn)換的驅(qū)動模式。需要注意的是，為確保改進設(shè)計后的行走機構(gòu)行走速度不受影響，還應(yīng)額外設(shè)置一個減速器，調(diào)節(jié)行走速度。

4 結(jié)語

從掘進機的工作機構(gòu)、裝載機構(gòu)、行走機構(gòu)改進設(shè)計入手，對提高掘進機的適應(yīng)性展開了探討，提出幾點建議，希望為廣大同行在今后掘進機的制造、設(shè)計、研發(fā)過程中提供有益幫助。希望廣大掘進機研發(fā)工作者在今后的工作中，給予掘進機適應(yīng)性設(shè)計足夠的重視，改變各種型號掘進機在使用過程中的局限性，使其更好地滿足掘進機用戶的多元化需求，發(fā)揮掘進機的最大效用。

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Discussion on how to improve the adaptability of boring machine

ZHENG Xin-yang

(Jiuyi Global (Tianjin) Equipment Manufacturing Co., Ltd., Tianjin 300308, China)

In order to realize the serial design in the true sense, the boring machine must continuously improve its adaptability so that each type of roadheader can be widely used to meet the construction requirements of the boring machine user, which is also a common problem of the boring machine manufacturing companies. From the improvement of the adaptability of the working mechanism, the improvement of the loading mechanism and the improvement of running mechanism of boring machine, the way to improve adaptability of boring machine was analyzed.

Boring machine; Adaptability; Loading mechanism; Walking mechanism

2017-04-04

鄭心揚(1983-)，男，機械工程師，本科。

TD421.5

A

1674-8646(2017)10-0030-02