帶調節功能的銷軸連接架

張軍

（1.合肥工業大學機械與汽車工程學院，合肥 230009；2.安徽淮南凱盛重工有限公司研發中心，安徽 淮南 232058）

帶調節功能的銷軸連接架

張軍1，2

（1.合肥工業大學機械與汽車工程學院，合肥 230009；2.安徽淮南凱盛重工有限公司研發中心，安徽 淮南 232058）

煤礦巷道的開采方向隨煤層的分布走勢而變化，在變坡幅度比較大的巷道工作時，掘進機的一運刮板輸送機的尾部容易和二運轉載機干涉，影響煤礦石的運輸。通過對銷軸連接架的結構進行重新設計，使以上問題得到了解決。

一運刮板輸送機；二運轉載機；銷軸連接架；干涉

1 存在的問題

由于機械化采煤具有減少工人勞動強度、提高采煤效率、降低總的噸煤成本、回采率高和安全等優點，所以掘進機已經成為國內外大中型煤礦巷道開采的主要設備。煤礦石從采掘到運輸要經過以下流程：掘進機的切割機構采掘的煤和煤矸石等雜質落在鏟板上，鏟板上的星輪再將這些煤及煤矸石等運到一運刮板輸送機上，隨著一運刮板的運動，在掘進機的尾部落到二運轉載機的皮帶上，從而將煤等運出采掘區域。

由于煤層的形成、形態、分布和變化與煤層地質結構有一定聯系，具有不均勻、無規律的特性，巷道的開采方向隨著煤層的分布走勢而變化。因此，掘進機在短距離內變坡幅度比較大的“V”形巷道工作時，掘進機的一運刮板輸送機的尾部容易和二運轉載機的落料接口處的鋼板及皮帶發生碰撞干涉，影響二運轉載機運輸煤炭。由于切割功率和掘進機外形尺寸成正比，所以在使用大功率機型開采巷道時，這種情況尤為突出。簡易示意圖如圖1所示。

此外，由于掘進機的二運轉載機與銷軸連接架是剛性連接且與一運輸送機的尾部存在高度落差，因此當有重量大的煤矸石從一運輸送機尾部落到二運轉載機上時，二運轉載機受到突然沖擊載荷和變載的雙重影響，會對前面的主體部形成較大的沖擊，影響機械的穩定性能和使用壽命。

圖1 掘進機在變坡巷道工作示意圖

2 分析原因

造成以上不良現象的主要原因在于，掘進機在短距離內變坡幅度比較大的“V”形巷道工作時，由于掘進機和二運轉載機的外形尺寸都比較大，當掘進機往上爬坡時，二運轉載機還處于下坡階段，此時，銷軸連接架處在巷道的最低端，而且原來使用的銷軸連接架只有連接架和回轉架兩個部件靠銷軸連接組成。因此，回轉架只能繞銷軸中心左右回轉，不能隨坡度的變化而上下擺動。這就造成掘進機的一運刮板輸送機的尾部容易和二運轉載機的落料接口處的鋼板及皮帶發生碰撞干涉。并且，銷軸連接架與主體部和二運轉載機均是剛性連接，缺少相應的緩沖裝置。其結構如圖2所示。

圖2 改進前的銷軸連接架

3 改進措施

針對以上問題，我們對銷軸連接架進行重新設計，使回轉架相對于連接架不但可以上下回轉運動，而且新增加了左右回轉運動和具有緩沖功能的緩沖裝置。與現有的銷軸連接架的技術相比，帶緩沖裝置的銷軸連接架包括鉸接的連接架、過渡架、回轉架和緩沖裝置，過渡架與連接架和回轉架分別用銷軸連接，且過渡架可相對于連接架左右回轉，通過調節緩沖裝置中的鎖緊螺母可使回轉架相對于過渡架上下擺動一定的角度，從而實現了連接架的左右回轉和上下回轉運動。因此，使用該連接架的掘進機在上下爬坡運動時，不會出現掘進機一運輸送機和二運轉載機相互碰撞干涉的現象。此外，由于過渡架和回轉架之間還設有緩沖裝置，當掘進機二運受到突然變載及沖擊載荷時，緩沖裝置可減少突然變載及沖擊載荷對前面其它部件造成的不良影響。其結構如圖3。

圖3 改進后的銷軸連接架

如圖4所示，緩沖裝置包括緩沖框架、緩沖拉桿、階梯套環、緩沖彈簧和鎖緊螺母。緩沖框架的左端面中部開有橫向通孔，緩沖拉桿的右端向右穿過橫向通孔深入緩沖框架內，緩沖拉桿的位于緩沖框架內的部分上套有緩沖彈簧和階梯套環，階梯套環位于緩沖彈簧的左右兩側，其左端面與緩沖框架的左端內壁凸臺平面相接觸，其右端面與鎖緊螺母接觸，鎖緊螺母的外表面上開有6個等間隔環形分布的撥動盲孔，可通過撥動插入盲孔的杠桿來松緊鎖緊螺母。

結合圖3和圖4，在過渡架和回轉架的上端中部分別安裝有耳座，緩沖拉桿和緩沖框架分別通過銷軸與過渡架和回轉架的上的耳座相連。通過調節鎖緊螺母使回轉架繞著其與過渡架相連的銷軸中心可以上下擺動一定的角度。而連接架和過渡架通過垂直的銷軸連接，可以隨彎道自然左右回轉。

圖4 緩沖裝置

另外，在條件允許的情況下，也可以用液壓油缸代替緩沖裝置。其優點在于降低了人工調節螺母的勞動強度，可以根據實際情況來快速調節回轉架的位置，且液壓油也具有一定的緩沖作用。

4 結語

技術改進后，通過調節鎖緊螺母，改變回轉架的上下位置，有效地避免了一運輸送機與二運轉載機之間相互干涉的問題，由于緩沖彈簧的存在，當掘進機二運輸送機受到突然變載及沖擊載荷時，緩沖裝置減緩了突然變載及沖擊載荷對二運轉載機的沖擊力度，從而減少其對前面其它部件造成的不良影響，提高了機器的穩定性。

（編輯 啟 迪）

TD421.5

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1002-2333（2013）09-0032-02

張軍（1981-），男，助理工程師，在讀碩士，現從事煤礦機械設計工作。

2013-05-28