提高EBZ160掘進機截割部使用壽命的研究

戈占堃 王曉燕

（北方重工集團煤礦機械分公司，遼寧 沈陽 110141）

1 概述

隨著回采工作面機械化水平的提高，回采速度大大加快，巷道掘進機和回采工作的準備工作也必須相應加快，為了加快巷道掘進速度采用掘進機法施工是一個有效措施。

EBZ160掘進機主要是為煤礦綜采工作面采準巷道掘進服務的機械設備。主要適用于半煤巖巷掘進工作，也適用于條件類似的其它礦床及工程巷道的掘進開拓。由截割部、鏟板部、第一運輸部、本體部、行走部、后支撐部、電氣系統、液壓系統、水系統、潤滑系統等10部分組成。截割頭采用圓錐臺式有利于掘進機的擺動截割，采用布置合理的鎬型截齒，破巖、過斷層能力強。設有內外噴霧滅塵、液壓系統冷卻的內外水系統，并有過濾裝置及保護功能。該機經濟切割強度≤80MPa，可掘巷道最大寬度5.5M，最大高度4.8M，可掘任意斷面形狀的巷道，適應巷道坡度±18°，后配套轉載運輸設備，可采用橋式膠帶轉載機和可伸縮帶式輸送機實現連續運輸，有利于機械效能的發揮。

截割部是掘進機掘進的直接工作部件，在礦井下作業過程中，由于其工況惡劣，經常造成截割部重要部件及密封件的損壞。出現故障后將直接影響整個掘進機的掘進效率，所以提高截割部的壽命是提高整機性能的關鍵。

2 問題的分析

目前，各制造廠家掘進機均出現截割部重要部件經常損壞的情況，都在研究截割部各零部件的結構和性能，從而找到提高其整體的使用壽命途徑，達到最佳的使用效果。截割部由截割頭、伸縮部、減速器、截割電機組成,（如圖1）。伸縮部結構復雜，由多種零部件組裝成一體。損壞的部件主要集中在伸縮部中的零部件，經調研分析主要原因是礦井下工況惡劣，造成伸縮部中的密封件、軸承等過早損壞，密封件一旦出現問題，煤巖、粉塵等很快進入內部而磨損其內部零件。因此改善密封件的工作環境，延長其使用壽命是提高整個截割部壽命的關鍵所在。

圖1 截割部的組成

3 問題的解決方法

針對以上分析的原因，采取增加外部密封的形式來提高密封件的使用壽命，進而使伸縮部的重要部件的工作環境得到改善，以提高截割部的使用壽命。由于原截割頭與伸縮部的外保護筒之間存在較大間隙，在工作過程中，煤巖、粉塵等很容易進入其中，密封件在這種工況下會在較短的時間內損壞。一旦浮動密封損壞，起不到密封作用后，外界雜質隨之進入之中，直接造成傳動部件及旋轉格來圈的磨損，旋轉格來圈損壞后造成油水混合，傳動部件得不到很好的潤滑、散熱，很快將損壞，從而影響截割部的使用壽命。在截割頭與伸縮部的外保護筒間隙處增加密封裝置（如圖2），密封裝置通過螺栓固定于截割頭上，通過密封件使其兩者形成封閉空間，保證內部密封件的良好工作環境，內部部件得到更好的保護。試制過程中又對不足之處，進行了改進。在工業性試驗中，目前效果較好，基本上達到了預期效果，明顯提高了截割部的使用壽命。

圖2 增加密封裝置前后對比

除增加外部密封外，對浮動密封座腔也進行了改進，由于浮動密封對安裝座腔要求比較嚴格，經過與浮動密封廠家溝通與實際應用相結合的方法，找到一個較為理想的座腔尺寸，應用后效果較好，進一步提高了浮動密封的使用壽命。浮動密封的安裝應注意如下幾點：

（1）確保O型圈未發生扭曲，否則，會造成O型圈卷縮導致其早期失效。

（2）安裝前必須將密封座腔內的油脂，密封圈金屬環和O型圈上的油脂全部擦拭干凈。

（3）調整軸向間隙。EBZ160掘進機截割部為可伸縮式，伸縮過程中必然伴隨著空氣的進排氣，原有的進排氣裝置不具有空氣過濾作用，外部雜質在此過程中很容易進入伸縮部內部，隨著內部雜質增多，會造成內部傳動部件有一定的磨損。空氣濾清器的引入，避免了進排氣時雜質的進入。對截割部的使用壽命也起到一定的效果。

EBZ160掘進機內噴裝置是高壓水通過外保護筒、浮動密封架、隔套進入截割軸，在由截割軸進入截割頭向外噴出，達到滅塵、降低火花的作用。對水的密封的好壞將直接影響整個截割部的使用壽命。水密封采用四道旋轉格來圈與兩道O型圈密封的方式。旋轉格來圈溝槽尺寸及表面光潔度對其使用壽命影響較大，經過跟供貨廠家技術人員共同研究，找到一個最佳的配合尺寸，保證了旋轉格來圈的壽命與良好的密封效果，能較好的避免油水混合現象的出現。浮動密封座與隔套設計成一體（如圖3），減少了中間環節，降低了故障率。原有結構是截割頭旋轉帶動浮動密封座轉動，浮動密封座通過銷軸帶到隔套轉動與軸相對靜止。

圖3 浮動密封座與隔套設計成一體

結語

經過上述一系列的改進后，產品進行工業性試驗過程中，目前效果較好，基本達到了設計要求，可提高截割部使用壽命達30%以上。由此可推廣到其他機型的掘進機。整機性能的提升也將提高公司掘進機產品的市場競爭力。

[1]朱真才，韓振鐸.采掘機械與液壓傳動[M].徐州：中國礦業大學出版社，2005.

[2]成大先.機械設計手冊[K].北京：化學工業出版社，2009.

[3]黃日恒.懸臂式掘進機[M].徐州：中國礦業大學出版社，1996.