導(dǎo)語(yǔ)：掘進(jìn)機(jī)伸縮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀(guān)點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：以掘進(jìn)機(jī)伸縮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為對(duì)象，聚焦懸臂式掘進(jìn)機(jī)，在對(duì)其進(jìn)行綜合論述的基礎(chǔ)上，對(duì)懸臂式掘進(jìn)機(jī)伸縮臂結(jié)構(gòu)及其不足進(jìn)行綜合分析，繼而開(kāi)展懸臂式掘進(jìn)機(jī)伸縮臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化探究，希望能夠?yàn)槠渌V井掘進(jìn)機(jī)伸縮臂改良優(yōu)化提供幫助和借鑒。

關(guān)鍵詞：礦井；巷道掘進(jìn)；懸臂式掘進(jìn)機(jī)；伸縮臂掘進(jìn)機(jī)

作為煤礦井下巷道施工作業(yè)必須的重要設(shè)備，確保掘進(jìn)機(jī)截割作業(yè)的高效、高質(zhì)是推動(dòng)生產(chǎn)持續(xù)、高效開(kāi)展的關(guān)鍵所在[1]。而伸縮結(jié)構(gòu)作為掘進(jìn)機(jī)的主要構(gòu)成組件，確保其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的合理性、科學(xué)性，對(duì)于提升煤礦生產(chǎn)作業(yè)效率意義重大。本次研究以懸臂式掘進(jìn)機(jī)伸縮臂為對(duì)象，對(duì)其結(jié)構(gòu)優(yōu)化開(kāi)展分析探究，對(duì)于推動(dòng)煤礦高效高質(zhì)生產(chǎn)意義重大。

1懸臂式掘進(jìn)機(jī)伸縮臂概述

煤礦井下巷道掘進(jìn)中所用懸臂式掘進(jìn)機(jī)伸縮臂大體分為內(nèi)伸縮和外伸縮兩種類(lèi)型[2]。1.1內(nèi)伸縮式伸縮臂。這種類(lèi)型的伸縮臂也被稱(chēng)為套筒式伸縮臂，可分為伸縮部分與固定部分，其中，伸縮部分主要指截割頭、花鍵主軸、保護(hù)筒和內(nèi)筒；固定部分主要指截割電機(jī)、減速裝置和聯(lián)軸裝置。作業(yè)時(shí)，通過(guò)導(dǎo)鏈與花鍵聯(lián)鏈，在伸縮油缸的作用下，推動(dòng)固定部分移動(dòng)，完成伸縮作業(yè)。這種類(lèi)型的伸縮臂主要特征為尺寸小、結(jié)構(gòu)緊密、伸縮作業(yè)靈活性高，但結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。1.2外伸縮式伸縮臂。這種類(lèi)型的伸縮臂也被稱(chēng)為滑架式伸縮臂，其主要將連軸裝置、截割電機(jī)和減速裝置聯(lián)成整體，從而形成可伸縮部分，以回轉(zhuǎn)臺(tái)鉸接的滑架作為固定部分。作業(yè)時(shí)，伸縮部分安裝于滑架內(nèi)，通過(guò)伸縮油缸實(shí)現(xiàn)來(lái)回整體伸縮移動(dòng)。這類(lèi)伸縮臂的主要特征為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、制造方便，同時(shí)，主軸與減速裝置軸向固聯(lián)，具有很好的密封性能。但是，這也使得移動(dòng)部分質(zhì)量偏大，在伸縮作業(yè)時(shí)對(duì)機(jī)器穩(wěn)定性有影響。

2伸縮臂結(jié)構(gòu)及不足分析

2.1懸臂式掘進(jìn)機(jī)伸縮臂結(jié)構(gòu)分析。目前，中國(guó)煤礦生產(chǎn)中所用掘進(jìn)機(jī)伸縮臂多為內(nèi)伸縮型，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要構(gòu)成組件包括主軸、內(nèi)外筒、保護(hù)筒、軸承、花鍵等[3]。這種伸縮懸臂不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且作業(yè)時(shí)靈活性較高。從構(gòu)成上講，連軸器和外筒一起組成固定部分，同時(shí)外筒借助螺栓與減速裝置固聯(lián)，減速裝置再通過(guò)定位銷(xiāo)與花鍵套固聯(lián)；作業(yè)時(shí)，主軸、保護(hù)筒和內(nèi)筒作為伸縮部分，在伸縮缸推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)伸縮作業(yè)。2.2懸臂式掘進(jìn)機(jī)伸縮臂原結(jié)構(gòu)不足分析。現(xiàn)階段，煤礦井下生產(chǎn)中所用掘進(jìn)機(jī)伸縮臂多為內(nèi)伸縮型（套筒式）[4]，如圖1所示，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在以下不足：a)主軸前端軸承采用調(diào)心軸承，這種軸承的軸向縫隙較大，在使用中容易發(fā)生浮動(dòng)密封損壞，導(dǎo)致作業(yè)面粉塵進(jìn)入軸承腔體內(nèi)部。粉塵一旦進(jìn)入，會(huì)隨著作業(yè)面在軸承內(nèi)不斷滾動(dòng)，從而在軸承滾動(dòng)體及內(nèi)外圈留下細(xì)微槽痕，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用，槽痕會(huì)持續(xù)增大，進(jìn)一步增大軸承縫隙，并引發(fā)作業(yè)溫度的提高和振動(dòng)、摩擦的增強(qiáng)，最終會(huì)使得軸承徹底被損傷。b)軸承腔油口布設(shè)于伸縮端前部，受作業(yè)空間的限制，注油效果較差。此外，在實(shí)際使用中，注油口非常容易損傷或被封堵，日常管護(hù)難度較大。c)選用潤(rùn)滑脂進(jìn)行軸承腔潤(rùn)滑作業(yè)，不僅散熱效果相對(duì)較差，且長(zhǎng)時(shí)間使用容易引起浮動(dòng)密封損傷。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)潤(rùn)滑脂對(duì)浮動(dòng)密封進(jìn)行潤(rùn)滑，不能在密封面間構(gòu)造有效的水力潤(rùn)滑環(huán)境，從而使得浮動(dòng)密封作業(yè)磨損加劇，使用周期大幅縮減。此外，在軸承腔內(nèi)部，隨著作業(yè)時(shí)腔內(nèi)溫度的升高，潤(rùn)滑脂稠度和黏度均會(huì)顯著降低，使得潤(rùn)滑效果大打折扣，嚴(yán)重的還會(huì)造成潤(rùn)滑脂泄漏或分離，從而對(duì)整個(gè)作業(yè)的正常開(kāi)展造成負(fù)面影響。d)原伸縮機(jī)構(gòu)中噴霧配水裝置的轉(zhuǎn)水密封位于軸承腔與浮動(dòng)密封間[5-6]。在這種情況下，一旦旋轉(zhuǎn)水密封被損壞，會(huì)使得用于內(nèi)噴霧的高壓水外泄，從而對(duì)浮動(dòng)密封正常運(yùn)行造成干擾，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致軸承腔進(jìn)水，腐蝕軸承腔體，使整個(gè)伸縮臂受損。

3掘進(jìn)機(jī)伸縮臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化

針對(duì)原懸臂式掘進(jìn)機(jī)伸縮臂結(jié)構(gòu)存在的不足開(kāi)展優(yōu)化研究，提出以下改進(jìn)措施：a)為最大程度延長(zhǎng)軸承的使用壽命，應(yīng)當(dāng)盡可能減小軸承運(yùn)行縫隙。而為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，將主軸承前端結(jié)構(gòu)改為雙外圈的圓錐滾子軸承。這種結(jié)構(gòu)具備1個(gè)整體外圈和2個(gè)單獨(dú)的內(nèi)圈，擁有較大的有效跨度。使用這種結(jié)構(gòu)，軸承軸向得到有效預(yù)緊，同時(shí)，軸向承載性能和定位精度也顯著提升，能夠有效規(guī)避軸向裂隙過(guò)大而引起的浮動(dòng)密封損傷現(xiàn)象。b)優(yōu)化噴霧配水裝置。將密封套設(shè)置在伸縮部最前端，并借由擋板與主軸相連實(shí)現(xiàn)軸向定位。同時(shí)，高壓水密封借助擋板及螺栓與進(jìn)水裝置連接為可拆卸的整體。如此一來(lái)，作業(yè)時(shí)一旦出現(xiàn)水密封損傷，便可更換它，不僅作業(yè)效率得到提升，設(shè)備使用性能也大幅改善，有效規(guī)避了以往作業(yè)中因漏水造成的進(jìn)水事故。c)軸承作業(yè)溫度會(huì)對(duì)油膜厚度和軸承縫隙造成直接影響，而這兩個(gè)因素又是影響軸承使用壽命的關(guān)鍵要素。因此，針對(duì)其中存在的不足，將軸承腔潤(rùn)滑液更改為齒輪油，從而大幅提升軸承腔作業(yè)散熱效果，降低軸承運(yùn)行溫度。與此同時(shí)，改用潤(rùn)滑油還可以及時(shí)對(duì)外傳遞掘進(jìn)機(jī)作業(yè)時(shí)接觸面摩擦產(chǎn)生的熱，確保浮動(dòng)密封獲得充分冷卻和潤(rùn)滑，避免油封密封面出現(xiàn)冷焊現(xiàn)象。此外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上將原本的加油口向后挪移，以減小截割作業(yè)可能對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)造成的損傷，并增大加油口尺寸，方便注油作業(yè)的開(kāi)展，從而提升伸縮部養(yǎng)護(hù)的便捷性。

4結(jié)語(yǔ)

掘進(jìn)機(jī)作為礦井生產(chǎn)中不可或缺的重要設(shè)備，其運(yùn)行質(zhì)量對(duì)于礦井巷道的快速、高質(zhì)量布設(shè)有重大意義，是實(shí)現(xiàn)礦井生產(chǎn)高效開(kāi)展的關(guān)鍵所在。因此，礦井管理者必須高度重視相關(guān)問(wèn)題，在生產(chǎn)作業(yè)中積極組織專(zhuān)業(yè)技術(shù)力量，針對(duì)掘進(jìn)機(jī)使用中存在的問(wèn)題開(kāi)展分析探究，總結(jié)行之有效的改進(jìn)措施，以提高掘進(jìn)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

［1］張浩，譚英林.掘進(jìn)機(jī)伸縮保護(hù)筒的改善及加工策略［J］.內(nèi)燃機(jī)與配件，2020(10)：134-135.

［2］邵飛.一種掘進(jìn)機(jī)抱緊裝置和伸縮機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)［J］.機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2020，35(3)：35-36.

［3］羅炎炙.煤礦懸臂式掘進(jìn)機(jī)伸縮臂結(jié)構(gòu)的改進(jìn)與應(yīng)用研究［J］.技術(shù)與市場(chǎng)，2019，26(6)：173-174.

［4］許輝.掘進(jìn)機(jī)伸縮內(nèi)筒加工工藝分析［J］.煤礦機(jī)械，2015，36(8)：170-172.

［5］王勇望.礦用掘進(jìn)機(jī)伸縮機(jī)構(gòu)的故障診斷及優(yōu)化［J］.科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2014(5)：81-82.

［6］李飛仙，張安寧，邵勇勝.掘進(jìn)機(jī)內(nèi)伸縮機(jī)構(gòu)的受力分析［J］.煤礦機(jī)械，2009，30(4)：64-66.

作者:杜松 單位:晉能控股煤業(yè)集團(tuán)大斗溝煤業(yè)有限公司