硬岩横轴式掘进机的研制与模拟试验

2020-06-02姜彪李琳李振庞晴晴

煤矿机电 2020年2期

姜彪，李琳，李振，庞晴晴

(兖矿东华重工有限公司，山东邹城 273500)

0 引言

随着采煤机械化的迅速发展，日产万吨以上的工作面不断涌现，使之采区工作面的推进速度日益加快[1-3]。但巷道掘进速度明显落后，采掘比例失调矛盾日益突出，尤其是我国东部地区产煤矿井和新建矿井，涉及到采区衔接、水平转接的延伸巷道，岩巷开拓任务重，问题更加突出，严重制约煤炭产量[4-6]。

本文系统介绍兖矿集团设计研制的EBH320硬岩掘进机和试验过程，该掘进机的研制成功，能有效提高煤矿岩巷掘进速度和机械化水平，进一步缓和煤炭行业“采掘比例”失调的矛盾，对促进我国煤炭生产的可持续发展有着重要意义。

1 总体设计

1.1 结构组成

EBH320掘进机主要由截割部、铲板部、第一运输机、本体部、行走部、回转部、护板组件、标牌组件、润滑系统、液压系统、水系统、电气系统构成，总体结构如图1所示。

1.2 EBH320掘进机主要技术指标

经济截割硬度/MPa 最大100(节理发育)

定位截割范围/m 宽度6.8，高度5.65

截齿损耗/(个/m3) 不超过0.2～0.4

装运能力/(m3·h-1) 350

爬坡能力/℃ ±18°

整机功能可无线操作。

1-截割部；2-铲板部；3-回转部；4-水系统；5-液压系统；6-电气系统；7-第一运输机；8-本体部；9-护板组件；10-行走部；11-标牌组件;12-润滑系统。图1 总体结构

2 结构设计

2.1 截割部

截割部由截割头、截割减速器、联轴器、截割电动机、机座、截割护板及销轴等附件组成，如图2所示。通过升降液压缸连接在主机架上，在回转和升降液压缸的联动作用下，可使整个截割臂进行硬性直线或柔性曲线运动，配合截割头的旋转，从而完成破落岩石(煤岩)的动作，截割出所需的任意断面形状的巷道。截割齿轮减速箱增加齿轮带动的自润滑泵组，可对箱体里的齿轮、轴承进行有效润滑。

1-截割头；2-截割减速机；3-截割电动机；4-截割护板；5-机座。图2 截割部结构

2.2 铲板部

铲板部主要是由主铲板、侧铲板、铲板驱动装置、从动轮装置、耐磨板组等组成，如图3所示。将切割部破碎下来的岩石(煤岩)通过铲板星轮扒运到掘进机的第一运输机上。铲板驱动装置通过同一油路下的2个控制阀各自控制1个液压马达，对弧形五齿星轮进行驱动。

2.3 第一运输机

第一运输机主要由前溜槽、中溜槽、后溜槽、刮板链组件、张紧装置、驱动装置及溜槽连接板等组成，如图4所示。其位于机体中部，是边双链刮板式运输机。张紧装置采用油缸张紧加弹簧缓冲的结构，对刮板链的松紧程度进行调整。

1-侧铲板；2-星轮组件；3-耐磨板;4-主铲板；5-从动轮装置。
图3 铲板部结构

1-前溜槽；2-中溜槽；3-后溜槽；4-驱动装置；5-张紧装置；6-刮板链组件。图4 第一运输机

2.4 本体支撑部

本体支撑部位于机体中部，主要由前架、后架、尾架、二运连接架、支撑组件等组成，如图5所示。后架采用滑靴式横向后支撑设计，接地面积较大，减小了接地比压，通过后支撑升降油缸和后支撑摆动油缸的配合，实现后支撑上下、左右位置的调整，可在无行走情况下实现小角度的机身姿态调整。

1-前架；2-后架；3-尾架；4-二运连接架；5-支撑组件。图5 本体支撑部

2.5 液压系统

为保证各部件的动作灵活，并保证节能及系统的可靠性，研究开发了开式恒功率系统，负载敏感控制系统，系统压力设定为25 MPa。液压系统包括液压油箱、主泵、多路阀、液压先导操作台、液压马达、油缸、冷却器以及各油管总成、接头、密封件、过滤器、压力表等，是一个开式回路系统，如图6所示。系统工作介质为N68#抗磨液压油，系统工作压力：一联泵额定压力25 MPa，二联泵额定压力25 MPa。