AM-50型掘進(jìn)機技術(shù)改進(jìn)

李 巖

（陽煤集團(tuán)壽陽開元礦業(yè)有限責(zé)任公司， 山西 壽陽 045400）

1 AM-50型掘進(jìn)機存在的問題

與同種掘進(jìn)設(shè)備相比，AM-50型掘進(jìn)機所采用的橫軸式截割結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性更好，且該種型號的掘進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu)更加緊湊，操作方式更加簡單、方便，保護(hù)措施也更加齊全，可靠性更高，對井下惡劣環(huán)境的適應(yīng)性更強。掘進(jìn)機的截割頭與傳動主軸之間安裝有防止過載引起故障的摩擦連軸節(jié)，整個機器的傳動均使用電動機減速器，一旦發(fā)生故障，維修更加方便，高效，節(jié)約了維修時間，提高了生產(chǎn)效率。

結(jié)合我國某礦對AM-50型掘進(jìn)機的投入使用情況來看，該掘進(jìn)機能夠適應(yīng)較大的坡度，對較硬煤巖的截割效果也優(yōu)于其他型號的掘進(jìn)機，截割強度大，效率高，其對井下惡劣條件具有很好的適應(yīng)性。但從目前的使用情況來看，該型號的掘進(jìn)機仍然存在一些問題：其長時間工作很容易導(dǎo)致截割臂與回轉(zhuǎn)座支座之間的連接結(jié)構(gòu)出現(xiàn)松動；行走部的電機也很容易發(fā)生燒壞故障[1]。這些問題對掘進(jìn)機整機的影響非常大，如果發(fā)生故障，掘進(jìn)機的其他部位也很容易產(chǎn)生不同程度的損壞，且維修相對困難，對企業(yè)的生產(chǎn)效率影響較大。

2 問題分析及改進(jìn)措施

2.1 截割臂松動的原因分析及改進(jìn)措施

AM-50型掘進(jìn)機所采用的橫軸式截割結(jié)構(gòu)的主要特點是截割頭的軸線和懸臂的軸線相垂直，對煤巖進(jìn)行截割作業(yè)所使用的作用力主要來自于截割懸臂的水平擺動。在截割作業(yè)中，掘進(jìn)機也要受到一定的反作用力，這部分反作用力會因截割頭與懸臂垂直軸線旋轉(zhuǎn)而與截割機的自身重量達(dá)到平衡，因此，AM-50型掘進(jìn)機的作業(yè)穩(wěn)定性較好。在截割作業(yè)過程中，掘進(jìn)機需要頻繁啟動且在截割硬度較大的半煤巖時，其受到的負(fù)荷比較大，很容易導(dǎo)致截齒斷裂；遇到破碎程度比較大的頂板，大塊煤巖與截割臂的碰撞而引起截割臂與回轉(zhuǎn)支座的碰撞，這些情況都會引起截齒受損、螺栓松動或折斷，從而導(dǎo)致截割臂的松動。另外，掘進(jìn)機作業(yè)過程中截割臂的過載、回轉(zhuǎn)受力不均等情況也能引起截割頭與煤巖之間的碰撞，截割臂回轉(zhuǎn)力矩超出自身承受范圍，同樣會使兩個部位之間松動。截割臂與回轉(zhuǎn)支座之間的螺釘經(jīng)常與煤水接觸，會加快螺釘?shù)纳P，因此螺釘擰不動或擰螺絲過程中螺絲折斷的情況也經(jīng)常發(fā)生，一旦出現(xiàn)這個情況，維修時必須將設(shè)備運往地面，并采用攻絲的措施解決，而整個過程耗時過長，對企業(yè)的生產(chǎn)效率造成很大影響，因此，將回轉(zhuǎn)座的支座上焊接一個帶有法蘭盤的銜接塊并將與截割臂之間相連接的螺釘改為螺釘+液壓螺母的連接方式[2]。液壓螺母的預(yù)緊力相對較大，能夠有效解決截割臂出現(xiàn)的松動，即使出現(xiàn)松動，也很容易擰緊。通過改變螺釘?shù)倪B接方式，可以有效解決螺釘?shù)乃蓜蝇F(xiàn)象，減少螺釘松動故障率，增加掘進(jìn)機的可靠性，改進(jìn)后的截割機構(gòu)支座如圖1所示。

圖1 改進(jìn)后的截割機構(gòu)支座

2.2 行走部的故障原因分析與改進(jìn)措施

AM-50型掘進(jìn)機行走部的驅(qū)動設(shè)備由兩臺15 kW的電機組成，這兩臺電機分別控制各自的履帶，并通過四級減速器帶動鏈輪以控制掘進(jìn)機的行走。掘進(jìn)機在坡道上行駛時，當(dāng)掘進(jìn)機的行走部電機停止工作時，掘進(jìn)機的電磁制動器可以使機器進(jìn)行制動，防止出現(xiàn)溜車等危險。AM-50型掘進(jìn)機具有很好的靈活性，一般情況下，行走速度在5 m/min左右，若使行星齒輪與中心齒輪之間的連接斷開，則機器的行走會被快速牽引，行走速度達(dá)到25 m/min。掘進(jìn)機在工作過程中，常常會出現(xiàn)超載的現(xiàn)象，且由于機器本身機械系統(tǒng)、電器系統(tǒng)的原因，經(jīng)常出現(xiàn)電磁制動抱死現(xiàn)象，嚴(yán)重時還會燒毀電機，造成嚴(yán)重后果，威脅井下的安全生產(chǎn)。因此，井下作業(yè)時，大部分礦井選擇拆除電磁制動器，但電磁制動器作為一種保護(hù)措施，一旦被拆除，當(dāng)行走坡度超過8°時，就無法使掘進(jìn)機進(jìn)行制動，因此，在有坡度的地方進(jìn)行作業(yè)，通過拆除電磁制動器來減少故障，是一種更加危險的行為。

因此，本文選擇采用液壓式制動器，回路的供油壓力由機器液壓系統(tǒng)的回路供給，行走機構(gòu)的液壓制動系統(tǒng)如圖2所示。

當(dāng)掘進(jìn)機出現(xiàn)突然停車或由于機器自身的問題需要停車時，改進(jìn)后的制動系統(tǒng)會使液壓缸內(nèi)的液壓油流過剎車電磁閥的左位進(jìn)入液壓油箱，剎車制動器緊閥使掘進(jìn)機進(jìn)入制動狀態(tài)從而進(jìn)行停車。掘進(jìn)機在坡度較大的巷道行走時，若發(fā)生故障失去控制，掘進(jìn)機就會出現(xiàn)急速下滑，因此改進(jìn)后的制動系統(tǒng)選擇兩個液壓制動器與剎車電磁閥相連接，一旦掘進(jìn)機失去控制，下滑速度過大時，行走結(jié)構(gòu)電機中的速度傳感器就會發(fā)出超速信號，剎車電磁閥斷電失效，掘進(jìn)機的電動機也因失電而停止轉(zhuǎn)動，液壓制動器抱閘而阻止掘進(jìn)機進(jìn)一步下滑，這種防滑保護(hù)系統(tǒng)可以防止掘進(jìn)機超速時，剎車電磁閥不能有效控制掘進(jìn)機的行走速度，對掘進(jìn)機進(jìn)行超速保護(hù)。掘進(jìn)機出現(xiàn)兩側(cè)履帶速度不一的現(xiàn)象也經(jīng)常發(fā)生，這主要是由于掘進(jìn)機履帶某側(cè)電機出現(xiàn)故障或其他問題引起的兩個電動機轉(zhuǎn)速不一致，因此，在掘進(jìn)機履帶處安裝速度比較傳感器，當(dāng)兩側(cè)電機的轉(zhuǎn)速相差超出2 m/min時，液壓制動器抱閘，電動機斷電而停止工作，掘進(jìn)機停止作業(yè)。

圖2 AM-50型掘進(jìn)機行走結(jié)構(gòu)液壓制動系統(tǒng)

3 實際效果檢驗

本文對AM-50型掘進(jìn)機的行走部和制動系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，目的為解決當(dāng)前AM-50型掘進(jìn)機存在的截割臂松動、行走部電機易燒壞等故障，通過對改進(jìn)后的掘進(jìn)機進(jìn)行數(shù)次現(xiàn)場效果檢驗，掘進(jìn)機截割臂與回轉(zhuǎn)支座間的螺栓可靠性更高，不易松動，在對螺栓取出過程實驗檢驗發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)后的螺栓比改進(jìn)前的螺栓更易取出，可以有效節(jié)約維修時間，降低維修成本，提高生產(chǎn)效率。對掘進(jìn)機進(jìn)行多次上坡檢驗，改進(jìn)后的掘進(jìn)機制動反應(yīng)速度更快且制動效果更好，未出現(xiàn)溜車下滑的現(xiàn)象，將掘進(jìn)機兩側(cè)履帶的電動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)不統(tǒng)一時，液壓制動器立刻抱閘，使掘進(jìn)機停止運行。根據(jù)現(xiàn)場反應(yīng)結(jié)果來看，改進(jìn)后的掘進(jìn)機可靠性得到了有效的提高，掘進(jìn)速度得到了保障，提升了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[3]。