綜掘機液壓張緊裝置的改進研究

郭承良

（云南能投威信煤炭有限公司， 云南 昭通 657903）

1 工程概況

云南某礦為年產180 萬t 礦井，開采煤層埋藏深度為50～260 m，屬于瓦斯突出礦井，煤層有突出危險性，礦井水文地質構造一般。為了提升礦井巷道掘進效率，緩解礦井采掘接替緊張局面，礦井引進4臺綜掘機，用以提升巷道掘進效率。綜掘機在使用過程中不同程度出現行走履帶以及中部裝運刮板輸送機刮板鏈松弛現象，需要定期采用液壓張緊裝置張緊。但是張緊裝置每次張緊耗時均在1 h 以上，同時張緊裝置液壓油管路中控制閥組需要經常更換，給綜掘機正常使用帶來不利影響。因此，需要針對綜掘機、液壓張緊裝置具體結構構成，對液壓張緊裝置進行改進，從而提升設備的實用性及張緊效率。

2 綜掘機結構組成及張緊裝置的分析

采用的綜掘機結構組成見圖1，主要包括有截割頭、行走部分、裝運部分、電氣系統、水系統等構成。在綜掘機正常使用過程中，綜掘機行走履帶以及裝運部分鏈條會在外力作用下出現不同程度松弛，需要定期進行張緊[1-2]。

2.1 裝運部分

綜掘機裝運部分對截割頭破碎的煤、巖進行裝載運輸，結構組成包括有機頭、機尾部，雙鏈刮板，驅動裝置，脫扣器以及液壓張緊裝置等[3]。裝運部分主要安裝在綜掘機中部，機頭與綜掘機主機架、鏟板連接，機尾部托在機架上[4]。機架在裝運部分機尾處裝有可以拆卸墊塊，可以根據現場需要對機架調高或者降低，滿足現場運輸需要。裝運部分動力采用液壓馬達，直接驅動刮板鏈鏈條運轉，刮板鏈張緊是通過位于機尾部的液壓張緊裝置實現。

圖1 綜掘機結構組成

2.2 行走部分

綜掘機的行走部分為履帶式行走機構，在掘進機底部左、右兩側對稱布置有履帶行走機構。行走部分結構包括有提供動力的液壓馬達、履帶鏈、履帶架以及制動器等[5]。液壓馬達經過三級圓柱齒輪、二級行星齒輪等減速器減速后，將動力傳遞給行走驅動輪，帶動履帶運動，綜掘機正常行走速度在6 m/min。履帶張緊通過調整張緊裝置內油缸壓力來實現，具體為：通過黃油槍來向張緊裝置油缸內注入油脂（油缸最大行程120 mm），履帶張緊壓力滿足要求后，墊入墊板及鎖板，通過墊板、鎖板承受履帶張緊力，從而減少油缸活塞受到的張緊力[6-7]。

2.3 張緊裝置

檢修人員通過控制操作臺上張緊手柄，來控制張緊油缸活塞運移量并通過增加或者減少墊塊數量來實現張緊力大小的調整[8]。礦井采用的綜掘機裝運部分及行走部分張緊裝置供液系統運行原理見下頁圖2。

具體運行為：液壓油經過液壓油泵分成兩路，一路通過換向閥進入到截割部控制截割頭伸縮；一路經由換向閥、單向閥控制行走機構左、右履帶張緊油缸以及裝運部分刮板鏈液壓油缸。整個液壓油系統采用一個梭閥、兩個溢流閥來控制油路，張緊裝置油路及截割頭油路雖然共用一個液壓油泵，但是有兩個相對獨立的液壓油管路。

圖2 原張緊裝置供液系統

3 原張緊方式存在問題的分析

綜掘機裝運裝置刮板鏈、行走裝置履帶液壓張緊裝置在使用過程中存在下述問題：

1）液壓張緊裝置控制閥組在使用過程中容易損壞，設備故障率高，且難以修復，只能進行更換處理，造成張緊裝置可靠性及后期維護成本高；

2）液壓張緊裝置供液油管需要采用特殊油管，其他油管不能配套使用，使用局限性大；

3）張緊操控不方便，張緊時僅能張緊一處位置，操作過程繁瑣，制約設備檢修效率提升。

4 液壓張緊裝置的改進

采用6 個直徑10 mm 截止閥來控制截割部截割頭伸縮、裝運部分以及行走部分刮板鏈、履帶張緊，將原液壓油系統的兩趟供液油路改造成一趟，省掉控制液壓張緊裝置的換向閥、單向閥及其他相關閥組，降低液壓張緊裝置供液系統復雜程度，從源頭上減少張緊裝置供液系統故障發生率及維修復雜程度。

具體改進方法為：拆除原綜掘機液壓張緊裝置、供液系統及其控制閥組，將走行部位左、右履帶張緊液壓油缸、裝運部位左、右張緊油缸通過供液管路、6個直徑10 mm 截止閥直接與控制截割部截割頭伸縮的油路連接，從而繞過張緊控制這一環節，通過6個截止閥直接控制6 個供液油路通斷。具體改進后的供液系統見圖3。

通過對液壓張緊裝置供液油路進行改進，簡化了張緊裝置操控程序，大幅降低故障發生率，同時減少了操作人員張緊裝置維修難度及后期維護、維修費用。

圖3 改進后的液壓張緊裝置供液系統

5 改進后液壓張緊裝置的應用效果

通過對液壓張緊裝置液壓油供液管路改進，從而使得液壓張緊裝置張緊過程更為便捷，從源頭上減少了液壓張緊裝置故障發生率；履帶、刮板鏈張緊操作更為方便，改進后的液壓油供液系統摒棄了特殊張緊油管這一環節，更有利于設備的檢修。原張緊裝置每次張緊需要耗時接近1 h，改進后的張緊裝置每次張緊耗時僅在10 min，大幅度降低張緊耗時及作業人員后期檢修、維護強度?，F改進后的液壓張緊裝置已經在云南某礦生產實踐中應用，取得顯著效果，得到礦井管理層以及掘進隊的高度認可。

6 結語

通過對綜掘機液壓張緊裝置進行改進研究，并將改進后的液壓張緊裝置應用到現場實踐，不僅提升了張緊裝置運行穩定性，而且還降低作業人員勞動強度及設備檢修、維護成本。綜掘機原液壓張緊裝置每套費用接近9 000 元，供油特殊油管費用接近2 000 元、溢流閥、梭閥以及節流閥費用接近3 000元，整個液壓張緊裝置費用在1.4 萬元。現礦井有4臺綜掘機，按每臺綜掘設備每年更換2 次液壓張緊設備計算，采用改進后的液壓張緊裝置每年可以為礦井節省投入約11.2 萬元。