用于掘進機的萬向結構第一運輸機設計分析

董 立

（晉能控股煤業集團白洞礦業公司， 山西 大同 037003）

引言

掘進機在運輸的過程中，通常采用刮板機進行運輸，而刮板機大都使用邊雙鏈、中雙鏈兩種結構，僅僅能夠將截割的煤料在第一運輸機設定的出料口卸料，接著在固定塔接的第二運輸機位置實現后續的運輸。可是，每一個后續巷道運輸方式之間存在差異性。此外，部分第一運輸機后面直接能夠和高矮不等的梭車之間進行配合送料。通常情況下，第一運輸機往往采用剛性連接，同時出料位置固定不變，因此不能改變出料位置，進而不能在多變的巷道中開展工作[1-2]。而萬向結構第一運輸機是一種可調整方位的掘進機構，能夠有效解決當前掘進機與運輸多樣性的匹配問題。

1 萬向結構第一運輸機結構設計分析

如圖1 所示，萬向結構第一運輸機包括前溜槽、中溜槽、轉動槽、擺動槽、驅動裝置、自動張緊裝置、轉動銷軸、拉升油缸、擺動油缸等。其中，前溜槽與中溜槽之間是一個剛性聯接，轉動槽可以借助轉動銷軸鉸接到中溜槽上。擺動槽在豎直方向的擺動銷軸和相應的擺動槽進行鉸接。在擺動槽位置設置一個自動張緊的鏈條，從而構成第一運輸機主體結構。為了能夠更好地優化運輸功能，通常將拉升油缸兩端設置在中溜槽上與擺動槽側端。動力選用液壓馬達來供應，可以選用驅動設置給鏈輪提供動力，進而可以實現單鏈刮板運輸，保證刮板機平穩工作。

1.1 固定溜槽

為了能夠有效提升輸送機的剛性，通常在溜槽框架中設置鋼板焊接結構，使得溜槽能被設計成方框結構，以極大提升溜槽的剛性以及強度。為了能夠有效優化下井尺寸以滿足各種型號的井，將固定溜槽設置為前溜槽與中溜槽兩種形式，同時中間設置有高強度的螺栓以及相應的銷軸進行連接[3-4]。

圖1 萬向結構第一運輸機結構示意圖

1.2 轉動槽

轉動槽通常和銷軸以及相應的中溜槽相連接，主要在拉升油缸的作用下實現上下運動。由于掘進機工作的坡度在±16°，為了避免物料下滾現象，把最大的適應轉角設置為低于30°，從而可以最大限度地保證物料運輸的連續性，為此將運輸機的轉角設置為±90°。與此同時，設置合適的尺寸能夠保證擺動槽達到最大或者最小的極限角度，最終使得轉動槽的端面以及中間槽能夠保持貼合狀態，有效提升設備的穩定性，同時抵消銷軸的剪切力，從而可以優化設備的安全性。圖2 表示向上轉動的示意圖。

1.3 擺動槽

通常需要將擺動槽設置在第一運輸機的后面，將擺動銷軸與擺動槽進行鉸接，可以借助擺動油缸實現橫向擺動，通常將擺動槽擺動范圍設置為±45°，這樣可以給后續運輸提供最大限度的便利性，圖3 表示左右擺動效果示意圖。

圖2 向上轉動效果示意圖

圖4 自動張緊裝置示意圖

1.4 自動張緊裝置

通常可以借助液壓手柄來控制多路擺動油缸的有桿腔或無桿腔進油，進而可以促使擺動槽繞著自身轉軸出現左右擺動的現象，從而可以使出料可也會左右擺動[5-6]。

當擺動槽出現左右擺動后，其運動軌跡從直線變成折線，主要是由于中單鏈刮板鏈條的方向發生變化的緣故。與此同時，鏈條屬于柔性體，其往往在折線位置存在圓弧過渡的現象，從而致使運動軌跡變短，導致刮板鏈條表現為松弛的狀態。同時，設置在擺動槽內的頂塊隨著凸輪邊緣做左右變動。當頂塊沿著凸輪邊緣做運動時，開始做遠離凸輪的方向運動，也就是頂塊向后運動，該過程借助推桿、橫梁以及相應的減振裝置在擺動槽內壁上向后運動。進一步帶動驅動軸位置的中單鏈刮板向后拉長，從而實現自動張緊刮板鏈條的效果，便于運輸物料，圖4表示相應的自動張緊裝置示意圖。

1.5 其他輔助結構

為了能夠達到左右擺動的效果，需要對中邊鏈結構進行優化設計。采用中單鏈刮板組件實現左右擺動的效果。驅動單元選用抽屜式結構，其包括驅動軸、驅動馬達、張緊裝置。

2 萬向結構第一運輸機的優點分析

1）落料口可以實現上下左右調整，其擺動角度在±45°的范圍內，能夠最大限度把物料輸送給巷道兩側，滿足不同巷道配送系統。

圖3 左右擺動效果示意圖

2）配置有自動張緊裝置，當中單鏈刮板動作時，其能夠實現自動張緊的目的。

3）當上下轉動或者降低落料口時，通常相應的中部槽以及轉動槽端面能夠實現自動貼合，從而能夠有效抵消絕大部分作用力，可以有效地緩解轉動軸的剪切力。

3 應用效果

我國研發的掘進機機構在國內外都取得了良好的口碑。該新型設備可以使得掘進物料在任意位置下料，能夠充分和后續配套系統配合，進一步提高了掘進機的應用范圍，具有較好的市場價值，極大提高了煤礦企業的競爭力。