对悬臂式掘进机行走机构的设计要点

赵光旭

摘要：悬臂式掘进机作为煤矿企业的主要生产设备，其使用性能会对煤矿企业的生产效益产生直接影响。而掘进机行走机构又是悬臂式掘进机的重要组成部分，是其正常运行的重要基本前提所在。所以加强对悬臂式掘进机行走机构的研究力度，并做好其各个部件的优化设计工作尤为重要。

关键词：悬臂式掘进机;行走机构;优化设计

前言：

正是因为行走机构是掘进机的重要组成部分，其关系到掘进机能否正常运行。所以进一步提高行走机构的可靠性与耐久性，对确保悬臂式掘进机的正常使用，提高煤矿企业的生产效益都有着决定性的影响。为此以下笔者即结合个人从事掘进机研究工作的实践经验与相关参考文献，就悬臂式掘进机行走机构的优化设计加以粗浅的探讨，并提出需要注意的几处设计要点，以供广大同行参考借鉴。

1.悬臂式掘进机行走机构

对于悬臂式掘进机而言行走机构是其最为重要的组成部分，这是因为行走机构主要负责将悬臂式掘进机顺利的带入到施工现场之中。而在掘进过程中，如若遇到岩石层，掘进机行走机构还能有效进行巷道的断面工作，破碎断面中的岩石块，保证巷道正常通行，实现掘进机的前进。此外，行走机构还能够有效控制悬臂式掘进机的行走速度，并且确保岩石支护以及其他的辅助功能得以顺利的发挥。

悬臂式掘进机行走机构的动力源，按照驱动形式可以将其分为两种，即：电机驱动、液压马达驱动。

悬臂式掘进机行走机构的铝履带板按照结构形式可分为两种：即：整体式悬臂履带板、滚子式悬臂履带板。而因为滚子式懸臂履带板的机构相对整体式悬臂带板而言更加的复杂，且损坏概率更高，所以实际的使用范围相对较小。铸造与锻造形式的整体式悬臂履带板的使用更为常见，更加符合我国煤矿开采工作需求。

履带链支撑的方式主要有两种，即：支重轮式、和摩擦板式。虽然支重轮式悬臂式掘进机的行走结构较为复杂，支重轮损坏率较高。但是因其在煤炭井下作业的传动效率较高，可以在不同环境下广泛应用。而摩擦式悬臂式掘进机的行走机构虽然不容易被损坏，但是功能相对较为单一，且传动效率相对较低。所以，为了进一步提高摩擦悬臂式掘进机的传动效率，可以根据不同的开采环境选择不同的履带进行支撑。需要注意的是履带属于掘进机负重最大的装置，因此在设计过程中必须要给予高度的重视。

2.悬臂式掘进机行走机构的优化设计与注意要点

目前在市场上广为流通的悬臂式掘进机型号众多，种类丰富，因此为了能够进一步剖析与梳理悬臂式掘进机行走机构，让更多的人对行走机构拥有更为深入的理解，笔者以JSCZ132型号的悬臂式掘进机为例，进行设计研究。

第一，确保结构设计的合理化。在对悬臂式掘进机的行走机构进行优化设计时，必须要保证其结构设计的合理化。也就是说在悬臂式掘进机行走机构的设计过程中必须要确保每一个部件设计的合理性。如，在支重轮的设计过程中，设计工作者应该根据煤矿开展作业的实际情况以及井下地面环境情况，选择适当的支重系统，采取恰当的支重轮设计方法，以满足支重轮的合理转换。同时，确保行走机构结构设计的合理化，还能够有效节约施工能源。所以在行走机构设计过程中，必须要保证每一个部件的性能都能够满足掘进机的基本需求。而如若支重轮无法满足时，则可以使用简易的备用轮，确保悬臂式掘进机的正常使用，降低开采时间成本与资金成本，实现开采资源的最优配置。当履带式机械实施倒挡作业时，如若在穿越的过程中遇到了障碍物，那么则可以将所有的重量都放置在其中一个支重轮上。所以，在行走机构张紧轮的设计过程中，应该对轴承外套和O形圈的固定配置进行合理的优化设计，从而确保悬臂式掘进机行走机构在操作过程中的合理性。

第二，确保结构设计的节能化。目前我国绝大多数煤炭企业的供电功率因素相对较低，也就影响了整体的供电质量，使得整个电力系统的供电质量都无法得到有效的保证。而悬臂式掘进机效率往往对电力功率因素的大小有着决定性的影响，并且掘进机在实际工作过程中还会产生大量的损耗。所以此时可以在悬臂式掘进机上加装一个就地补偿的装置，专门用来提高供电系统的功率因数，可以通过补偿装置降低机电损耗值，实现降低电损的目的。尤其是与传统的悬臂式掘进机相较，JSBZ132型号的悬臂式掘进机，其行走机构变化相对较大，需要通过主要参数加以确定，同时辅以履带架的设计和计算，并且依据实际施工情况进行校验。目前，很多煤炭企业的掘进机机械设备的功率都比较低，使得掘进机自身的运转损耗在总能源消耗当中占据很大的比例，严重时运转损耗与工作效率持平，掘进机设备的损耗过大，降低煤炭企业的生产效益。所以要想进一步确保掘进机设备能够平稳、匀速的作业，在设备运行过程中避免出现时而块、时而慢的现象。此外，掘进机功率在日常运行过程中，往往不会出现较大的起伏现象，而工作电流的大小对供电电压大小又起到决定性的影响。所以供电电压越高，掘进机设备在运行过程中的电流也就越小，两者呈现出反比关系。但如若低电压供电线路过长，那么就会使整个线路系统的阻抗被加大，从而形成大量的损耗问题，因此要合理的控制线路长短。

结束语：

综上所述，本文笔者就悬臂式掘进机行走机构的优化设计及其注意要点展开粗浅的探讨，也是希望能够为广大同行在今后悬臂式掘进机行走机构的设计上提供一些有益的参考建议。尤其是悬臂式掘进机的实际使用性能，还会受到煤矿开发环境以及机型工况等诸多因素的影响，所以在今后的工作中更要加强对悬臂式掘进机行走机构的设计研究，从而在进一步确保悬臂式掘进机行走机构正常使用的前提下，最大限度的保证悬臂式掘进机的最优使用性能，为煤矿企业带来最佳的生产效益。

参考文献：

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