全斷面煤巷高效掘進機行走驅動輪設計

鄭曉東　蔡健　張寧寧

摘 要：全斷面煤巷高效掘進機行走機構采用整體履帶板加支重輪式結構，由驅動輪驅動履帶板，從而實現整機的移動并提供截割機構向前的工作推力。驅動輪是行走機構的關鍵零件，其性能直接影響整機運行的平穩性和截割工作的高效性。本文通過全斷面煤巷高效掘進機行走驅動輪的設計過程，介紹了一種驅動輪齒形的設計方法。

關鍵詞：全斷面煤巷高效掘進機；驅動輪；齒形設計

中圖分類號：TD421.5 文獻標識碼：A

1 引言

目前煤礦井下使用的掘進機多采用整體履帶板加支重輪式結構，由驅動輪驅動履帶板，從而實現整機的移動。履帶板可依據煤炭相關設計標準設計。但是驅動輪沒有相應的煤炭設計標準，多根據履帶板的結構尺寸和鏈傳動相關鏈輪設計標準，進行類比設計，尋求齒形的設計。

2 行走機構簡介

大多數工程機械采用履帶式行走機構，履帶又分為組合式履帶和整體式履帶。工程機械常用的是套筒滾子鏈式履帶行走機構，各個零件組裝在一起，可單獨更換，但在煤礦機械使用時，由于更換拆卸困難，不易在掘進機工作的惡劣工況下實施。經過不斷的發展改進，目前掘進機多采用驅動輪帶動整體式履帶板加支重輪式的行走驅動形式，以滾動摩擦代替以往的滑動摩擦，運行阻力小，運行平穩、傳動可靠、結構簡單、使用維修方便。驅動輪用來將行走機構的動力傳遞給履帶，因此對驅動輪的主要要求是嚙合平穩，并在履帶因銷套磨損而伸長時，仍能很好嚙合，不得有“跳齒”現象。履帶行走裝置的驅動輪通常放在行走機構的后部，這樣會縮短履帶張緊段的長度，減少功率損失。

3 齒形的設計方法

驅動輪設計要根據所設計機型的整機重量等確定履帶板的節距等結構尺寸，整機所需推力等確定所需驅動力，從而確定行走功率，根據總體要求，確定行走速度，選擇合適的行走減速機，確定減速比，選擇驅動輪的大小、齒數等。本全斷面煤巷高效掘進機的齒形設計主要參考相關的鏈輪設計標準，將工作齒廓段設計為一段直線段結構，齒槽分離量根據履帶板的結構確定。齒形設計主要參數的選擇見表1。

根據表1的技術參數，可進行驅動齒形的繪制，繪制出的齒形如圖1所示。

4 全斷面煤巷高效掘進機行走驅動輪設計參數

以全斷面煤高效巷掘進機行走驅動輪設計參數為例，履帶鏈節距為300mm，滾子直徑為125mm，驅動輪齒數z=11。齒頂圓直徑考慮到分度圓以上齒高段幾乎為不承力區，取設計偏小值，其它設計參數也根據整體結構的需要進行相應的參數選取。相關參數及設計計算見表2。

根據表2的技術參數，繪制出的齒形如圖2所示，其整體三維圖如圖3所示。

結論

本文介紹的設計方法在全斷面煤巷高效掘進機行走驅動輪設計中應用，整機在神東大柳塔煤礦進行了5000多米井下實際使用，使用過程中無卡阻，運行平穩，效果良好，齒面磨損均勻，磨損量小，使用壽命能達到設計要求，具有良好的推廣應用價值。

參考文獻

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