EBZ150Ⅱ型懸臂式掘進機優化設計及應用①

許根蓮 蔣琳 劉艷

摘 要：EBZ150II型懸臂式掘進機在躍進礦實際生產過程中，開式主鏟板產生回頭煤太多，多次出現小刮板機卡死現象。其次液壓系統也不適合實際生產需要。為此對鏟板和液壓系統

進行優化設計改造，產生了良好的經濟效益。

關鍵詞：鏟板 液壓系統 刮板

中圖分類號：TB47 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（b）-0122-01

EBZ150II型懸臂式掘進機是集截割、裝運和行走于一體的綜合掘進設備，屬于懸臂式縱向截割的大斷面掘進機。本機采用了電機和液壓混合傳動方式，操作簡便，運轉平穩、可靠。配有內噴霧和外噴霧，有效抑制截割過程中產生的粉塵，本機采用獨特的分裝運系統，降低了截割煤（巖）過程中裝運機構的事故發生率，改善了裝運效果，提高了裝運能力?；谌绱硕鄡烖c，躍進礦礦選用此型設備，但在實際生產過程中，也暴露了很多問題：首先是開式主鏟板產生回頭煤太多，易產生第一運輸機上小刮板機卡死現象。其次液壓系統也不適合躍進礦生產。為此進行了優化設計及改進使掘進機能更好地適用于礦井生產。

1 EBZ150II型懸臂式掘進機

1.1 主要結構及功能

EBZ150II懸臂式掘進機在液壓、電氣控制下，可以輕松靈活地完成掘進作業，主要由截割部、鏟板部、第一運輸機、本體部、行走部、后支承部、潤滑系統、液壓系統、水系統、電氣系統和護板部等組成。掘進機主要功能是實現連續切割、裝載和運輸作業。適用于煤巷、半煤巖巷及軟巖的巷道掘進，最大截割面積24 m2，截割硬度為80 MPa。適用環境溫度為0～30 ℃。

1.2 施工特點

（1）EBZ150II型掘進機有高低2種掘進速度，低速切割扭矩大，高速切割效益高。（2）掘進機掘進速度快，巷道成形好，安全系數高。（3）切割振動小，有可提高機器穩定性的支腿裝置，工作穩定性能好，使得整機可靠性能提高。

2 應用中優化設計及改進

2.1 運輸系統改進

EBZ150II型掘進機整個截割部通過升降液壓缸和銷軸安裝在主機架上，在回轉和升降液壓缸的聯動作用下，配合截割頭的旋轉從而完成破落爆巖的動作，裝運部是把破落下的煤巖裝運到掘進機后部的第二運輸機上，轉運部由裝截部和第一運輸機組成，裝載部是由鏟板、星輪和驅動馬達等組成，而問題就出在第一運輸機與鏟板上，第一運輸機的構造，是由繞過機頭鏈輪和機尾鏈輪的無極循環刮板鏈作為牽引機構，以溜槽作為承載機構，使鏈輪帶動與之嚙合的刮板鏈連續運轉將裝在溜槽上的煤，拉到尾部卸載。卸載的同時又把一部分煤載到了溜槽的底部。通過刮板輸送源源不斷地推到了溜槽的下部及鏟板下部，這樣使刮板機轉不動卡死，這個問題在25072工作面使用中經常出現，造成弊端：（1）需要停機后用長釬子把夾在溜子槽兩邊煤清開，然后用水沖下來。增加工人的勞動強度。（2）馬達長期滿負荷運載，油溫升高快，系統壓力整體降低。（3）沖洗的水易使工作面窩頭積水造成掘進機行走不便。（4）鏟板不能落到相應底部，機器工作時易產生振動。針對上述問題，制定方案，把鏟板下的開口用540 mm×1200 mm×16 mm的鐵板封住。在運轉過程中煤不再往鏟板下鉆，這樣保證了鏟板的落底。把第一運輸機下面的溜槽底部的開口用540 mm×2000 mm×10 mm的鐵板封住全部封口。這樣使刮板在一個封閉的空間內行走，即使有回頭煤也被刮板帶入槽子上部拉走。

2.2 液壓系統的改造

本掘進機除截割頭的旋轉運動外，其余各部件的運動均采用液壓驅動。液壓系統動力由一臺75 kW電機供給，75 kW電機通過齒輪箱驅動兩臺CBGJ2050/2040/2030三聯齒輪泵帶動六個可以相互獨立工作的液壓回路運行實現掘進機的裝載，運輸履帶漲緊，噴霧等功能。外來水經過濾，減壓以后主要分為二路，一路線流入雙冷卻器和截割電機對液壓油和電機進行冷卻后進入外噴霧裝置。在掘進機割煤時噴霧降塵；另一路流經油箱和油泵電機進行冷卻后分成兩路。一路直接進行機尾噴霧和引射噴霧，另一路為高壓內噴霧水泵供水，在掘進機割煤時噴霧降塵。內噴霧回路由一臺CBGJ2050/2040/2030中的40泵供油齒輪泵輸出的液壓油經高壓膠管輸送到操縱臺上DL41-2換問閥進入一個2K-80液壓馬達，馬達帶動一臺水泵運轉進行高壓內噴霧，此回路的調定壓力為4～16 MPa。我礦25110工作面在井下-400水平面，掘進機噴霧水源來自+170泵房，從+170～-400水源的壓力約5.7 MPa超過CBGJ2050/2040/2030中的40泵提供壓力。所以經實際分析后用自壓水供給噴霧系統，這樣即省一臺40泵，一個2K-80液壓馬達機，節省能源，節省設備，減少維護。但是CBGJ2050/2040/2030是一個三聯泵，如果堵住40泵會把三聯泵憋壞。優化設計：（1）把40泵并聯到50泵上改造液壓控制回路讓兩臺泵并聯控制第一運輸機可大大提高刮板機的運輸能力，可起到防止刮板卡死現象，提高整部掘進機的工作能力。（2）當運輸回路50泵輸出的高壓油與行走回路50泵輸出的液壓在進入SPL52/4換向閥之前合流進入整個行走回路，實現掘進機行走馬達的快速運轉，同時也增大牽引力。

3 改進后的優越性及效果

這些改進在躍進礦25110上巷掘進時就充分顯現出了它的高產高效，故障率低的優點：（1）液壓回路結構簡單緊湊、效率高，牽引力明顯提高，行走有力，拉皮帶機尾時速度快，效率高。（2）第一運輸機運輸能力提高，鏟板及溜槽結構合理，防止刮板卡死。（3）節省油馬達及一個水泵，減低能源消耗。（4）降低勞動強度，降低人工清煤次數，增加安全性。（5）提高整臺掘進機工作能力。

4 結語

新型設備在使用過程中總有一些不適應實際生產弊端，我們結合實際進行改造減少設備維修量，提高生產效率，降低材料消耗，具有重要的意義。

參考文獻

[1]張有齡.動力基礎的設計原理[M].科學出版社.

[2]第一工業部設計研究院.動力機器設計手冊[M].中國建筑工業出版社，1983.

[3]機械設計手冊，第2卷優化設計，第4卷壓力容器與管路[M].機械工業出版社.