EBZ160窄机身掘进机行走机构设计

王法冬 乌利鹏

摘 要：本文阐述了EBZ160窄机身掘进机行走机构的设计思路，介绍了掘进机履带行走机构的组成及工作原理，提出了主要参数的计算方法及设计意义。

关键词：窄机身掘进机；接地比压；牵引力；张紧

中图分类号： TD421 文献标识码：A

现有掘进机型号不能满足更小巷道的掘进作业，由此窄机身掘进机应运而生，为满足煤矿安全、高效生产提供了便利。其中，行走机构是掘进机进行各种作业的保证，其性能的好坏直接影响掘进机的使用，因此要重视对行走的研究和设计，以安全可靠为出发点，使其能够经受住各种工况的考验。

1 工作原理。支重轮、张紧轮、液压马达及行走减速机、涨紧油缸、履带链、履带架是EBZ160窄机身掘进机行走机构主要组成部分。窄机身行走机构的工作原理是：高压油经液压泵被输送到液压马达中，液压马达旋转，从而驱动链轮获得减速机传递的马达扭矩，完成与履带链咬合，实现掘进机的行走。

2 接地比压的确定。EBZ160窄机身掘进机设计参数为，整机重力G=450kN，接地长度L=3070mm，两条履带间距B=1550mm，履带板宽度b=450mm。平均接地比压表达式如下：

式中：b—履带板宽度，mm；L—单边履带链的接地长度，mm；G—掘进机重力，kN；P—平均接地比压，MPa；

经上述公式验算，得出平均接地比压P=0.163 MPa。平均接地比压是行走机构的一个重要参考指标，通常推荐接地比压P≤0.14 MPa。但是，机器的实际行驶通过性和工作稳定性并不能由平均接地比压真实地反映的，而是由最大接地比压反映出来的。这是因为掘进机重心一般不会恰好与履带接地 区段的几何中心相重合。因此在设计时，应将整机重心设计在履带接地梯形核心域内，当机器重心越出这个区域时，最大接地比压必然大幅度增加，影响机器的正常工作。

最大接地比压表达式：

式中：c—横向偏心距，mm；e—纵向偏心距，mm；B—两条履带中心距，mm；Pmax—履带最大接地比压，MPa；其余符号同上。

EBZ160窄机身掘进机重心横向偏心距c=16mm，纵向偏心距e=622mm，经上述公式计算得最大接地比压Pmax=0.368MPa 。

3 单侧行走机构牵引力的确定。在最大设计坡度上，掘进机转弯、爬坡和作业，行走机构的最小牵引力应能满足需要。水平路面履带的附着力应大于最大牵引力。在通常情况下，履带行走机构转弯与掘进机作业、爬坡不同时进行，单侧的牵引力在水平面转弯时最大，故单侧行走机构的牵引力为：

单侧行走机构的牵引力，kN；R1— 单侧履带链对地面的滚动阻力，kN；G1— 单侧行走机构承受的掘进机的重量，kN；μ— 转向阻力系数，取值范围0.8～1.0；n — 掘进机重心与接地形心的纵向偏心距，mm；? — 滚动阻力系数，取值范围0.08-0.10；其余符号同上。

为简化计算，假定EBZ160窄机身掘进机的n取零，μ按最大值选取，通过计算得出单侧牵引力T1为245 kN，则整机牵引力T为490 kN。

4 行走机构履带的张紧。传统履带张紧用黄油枪向油缸中注入润滑脂，使活塞杆推动托架和张紧轮组向前平移，从而使履带链张紧，但黄油枪张紧操作比较费力，再加上有时容易泄漏失压，造成履带链下垂松弛，所以这种方法逐渐被替代。EBZ160窄机身掘进机履带的松紧程度是靠张紧油缸推动张紧轮组调节的。张紧机构采用的油缸为单作用液压缸，通入液压油从而推动油缸向前移动使履带张紧，方便省力。

EBZ160窄机身掘进机所用履带板q为0.00126 kN/mm，取悬垂度h为50 mm，张紧轮与驱动轮中心距a为3070 mm，最终算得张紧力T0为59.4 kN。

结语

掘进机行走机构是一个非常重要的部件，其作用是带动掘进机在井下巷道实现前进切割煤岩、后退和转弯等运动，同时又是整机联接、支撑的平台，有时辅助截割机构调整位置清理边角煤。它的性能和结构的可靠性将影响整个掘进机的工作性能。

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