2种掘进机机载锚杆钻机回转装置的比较

摘 要：简要介绍了2种掘进机机载锚杆钻机回转装置的结构和工作原理，通过分析它们的结构和工况，对比了2种回转装置结构的优缺点，以期为机载锚杆钻机回转装置的选型提供参考。

关键词：掘进机；机载锚杆钻机；回转装置；煤机设备

中图分类号：TD421.5 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.066

近年来，煤炭市场越来越不景气，企业采购煤机设备的次数也逐渐减少，对掘进机械的需求也由过去的连年采购新机变为能修则修，从而尽量延长其使用寿命以减少相应的成本支出。但是，煤矿要想摆脱开采成本居高不下的情况，就要保证其自动化、机械化，从而实现真正意义的上高产、高效。掘进机作为普采设备，与人工支护作业配合已经不能满足快速掘进的需要。这主要是因为人工锚杆支护作业速度太慢，制约了掘进机的进尺速度。现阶段，各掘进机生产厂家都在加大力度研发掘进机与液压锚杆机一体式掘锚机，使掘进机与锚杆支护作业实现机械化，以解决掘锚不平衡的问题。将液压锚杆机布置在掘进机机身内部，能使锚杆机与人工支护有同样的效果，而液压锚杆机回转装置的设计选型对整套钻机的运行有非常重要的作用。如果将回转装置布置在钻机与基臂中部，那么，其结构的合理性对整套钻机系统的性能、灵活性、整体结构和外形尺寸会有重大的影响。目前，国内外钻机前后左右的旋转结构分为2种，即采用直角对装的2套蜗轮蜗杆机构和采用回转油缸加摆动油缸的结构形式。

1 2种回转装置的结构和工作原理

直角对装的2套蜗轮蜗杆机构组合形成的回转装置如图1所示。每个回转体内部都是由驱动马达、蜗轮和蜗杆组成。在工作过程中，驱动马达可以正反旋转带动蜗杆旋转，由蜗杆带动蜗轮实现动力输出。单个蜗轮蜗杆机构可完成将近360°的旋转，2套垂直安装的回转装置可以完成前后左右全方位360°的旋转，从而带动钻机完成上下左右的全方位支护。

回转油缸加摆动油缸的回转机构是由回转油缸完成沿轴线的旋转运动，摆动油缸完成相应垂直面的小角度回转运动，两者配合带动钻机完成对部分断面的支护。

2 2种回转装置的优缺点分析

由于蜗轮蜗杆式回转机构可以承受大扭矩，而且其旋转角度大，因此，可用于岩巷的钻孔支护设计中。另外，由于蜗轮蜗杆具有自锁特性，所以，在钻机旋转和钻进过程中，其稳定性比较好。但是，蜗轮蜗杆的整体结构较为庞大，在与掘进机集成时，会大大增加机身的宽度或高度。因此，它适用于独立完成支护作业的设备中。由于其钻进扭矩和推进力都比较大，钻进速度快，因此，特别适用于硬岩的支护作业中。同时，也可将单独一套钻机集成于掘进机内部，作业时辅助支护设备，以减轻工人的劳动强度。

在回转油缸加摆动油缸的回转装置中，回转部分采用了旋转油缸。该油缸是一种装配非常精密的部件，它在很小的空间结构中使用液压集中了较大的扭矩。与摆动油缸合成后，其外形较小，比较适用于与掘进机的集成。虽然两者结合后旋转角度较小，但是，可以实现掘进机集成2套钻机。如果将其布置在掘进机的两侧，不仅可以弥补旋转角度的不足，还能在完成全方位支护的同时提高支护速度。这种方式有利于掘锚一体化的推广。

3 结束语

2种回转装置各有优缺点——推拉油缸式回转装置结构紧凑，成本低，为1台掘进机集成2套钻机系统提供了空间上的优势；蜗轮蜗杆式回转装置的承载力较大，将其应用于全岩巷支护作业中更具优势。在具体工作中，选择回转方式时，应综合煤岩硬度、煤巷断面的要求、维修难易度、成本等各方面的要求，以最终获得良好的使用效果，取得更好的收益。

作者简介：杨春海（1980—），男，山西代县人，副研究员。

〔编辑：白洁〕