DWZY1200/10800F 型超大行程分步式自移機尾的研制

崔澤蔚

（西山煤電（集團） 有限責任公司 機電廠，山西 太原 030053）

1 概 況

隨著采煤工藝的不斷創新、煤礦智能化裝備的不斷發展、工作效率不斷提高以及網絡信息技術的快速發展，智能化高產高效綜采工作面已成為必然的發展趨勢。西山煤電西曲礦目前采用“三刀一推”的采煤工藝，配套使用的帶式輸送機自移機尾行程為2.7 m。為適應智能化高產高效綜采工作面的發展要求，傳統的“三刀一推”采煤工藝已難以滿足生產需求。而限制著采煤效率提升的重要原因之一就是帶式輸送機自移機尾。傳統帶式輸送機自移機尾作為綜采工作面的重要推進設備，存在推移行程短（2.7 m）、推進頻率高、輔助時間長等缺點，嚴重制約著采煤效率的提升，難以滿足智能化高產高效綜采工作面快速化推進的生產需求。

為了匹配智能化高產高效綜采工作面的發展需要，圍繞“安全、高效、節能”的產品創新理念，在吸收了市場同類產品的優點基礎上，經過技術調研、方案研討和結構優化，開發了一種超大行程智能化帶式輸送機自移機尾，型號DWZY1200/10800 F。該型自移機尾主要適用于煤礦井下綜采工作面順槽運輸系統，可實現煤礦綜采工作面安全可靠、高效節能的“十二刀一推”作業方式，推移行程可達10.8 m，推進頻率低，可以有效節約輔助時間，提升順槽設備及工作面的推進速度。

2 DWZY1200/10800F 帶式輸送機自移機尾產品結構

DWZY1200/10800F 帶式輸送機用自移機尾主要由頭端架、中間架、尾端架、小車組件、浮動托輥組、滾筒潤滑裝置、液壓管路組件等組成，如圖1 所示。

2.1 技術參數

DWZY1200/10800F 帶式輸送機用自移機尾主要技術參數如下：

圖1 自移機尾結構示意圖Fig.1 Schematic diagram of tail structure of self-moving machine

2.2 工作原理

自移機尾液壓系統以高壓乳化液為動力，以頭端架、尾端架、中間架、小車組件為構件。順槽轉載機機頭通過過橋回轉框架及位于轉載機機頭上的垂直聯接銷軸，與自移機尾小車相搭接，移動時先以順槽底板為支點，利用滑動摩擦原理，先行推移順槽轉載機；后以順槽轉載機為支點，推移自移機尾，完成推移過程，該推移過程還可實現調高、調偏等功能。自移機尾通過推移油缸、錨固機構配合小車組件，采用多次循環逐點推進，實現帶式輸送機用自移機尾快速可靠推進。該型自移機尾總推移行程為10 800 mm，單次推移行程為1 800 mm。

3 關鍵技術

3.1 小車組件

小車組件主要由滑架組件1、橋架2、反推滑架3、支座4、固定鉤5 等組成，如圖2 所示?；芙M件和橋架組成的行走小車騎在中間架的軌道上，通過彎板限位，可沿軌道前后滾動。固定鉤通過銷軸鉸接在反推滑架體上，反推滑架體通過提鉤油缸的伸縮來控制固定鉤的升降。反推滑架體底部矩形凹槽和中間架導軌配合，支撐和導向反推滑架的移動。2 個推移缸通過并聯方式，連接布置在小車與反推滑架之間，分別通過4 個φ70 mm 銷相聯，構成自移裝置的拉移系統。

小車組件模型如圖3 所示。

圖2 小車組件結構示意圖Fig.2 Schematic diagram of car component structure

圖3 小車組件模型Fig.3 Car component model

3.2 前移循環工作設計

研究開發一種小行程推移缸配合掛鉤，通過多次伸縮循環動作，實現整機大行程快速推進。該裝置結構簡單，成本低，可有效提高油缸推進動作的可靠性和穩定性。1 個循環可將順槽轉載機（坐在小車上） 向前推進1.8 m，其循環前移工作原理如下。

（1） 初始狀態。推移缸、提鉤缸處于復位狀態，固定鉤下放與中間架基架錨固為一體，如圖4所示。

圖4 初始狀態Fig.4 Initial state

（2） 前移狀態。前移狀態分為3 個時刻。

①推移缸處于復位狀態，提鉤缸處于伸出狀態，固定鉤抬起，如圖5 所示。

圖5 前移狀態ⅠFig.5 Forward state I

②推移缸、提鉤缸處于伸出狀態，固定鉤隨推移缸伸出而向前移動，如圖6 所示。

圖6 前移狀態ⅡFig.6 Forward state II

③推移缸處于收桿狀態，提鉤缸處于復位狀態，固定鉤下放與中間架基架錨固為一體，如圖7所示。

圖7 前移狀態ⅢFig.7 Forward state III

（3） 復位狀態。推移缸、提鉤缸處于復位狀態，固定鉤下放與中間架基架錨固為一體，轉載機隨推移缸收桿而前移，單次的前移行程1 800 mm，如圖8 所示。

（4） 重復上述動作6 次，實現轉載機分步式前移，總前移行程10.8 m。

圖8 復位狀態Fig.8 Reset state

3.3 柔性設計

中間架與尾端架、頭端架彼此之間采用4 條φ120 mm 銷柔性連接，允許相鄰架體之間旋轉角度為0.5°，增加了自移機尾對順槽底板的適應性。

3.4 防過推設計

開發設計油缸掛鉤的錨固方式，小車到位后觸發行程閥，自動實現小車與自移機尾錨固，避免過渡推移導致自移困難。

3.5 模塊化結構設計

中間機架數量可根據需要靈活組合，中間架每架推移行程為3.6 m，按最多3 架組合整機推移行程可達10.8 m，如圖9 所示。

圖9 自移機尾模塊化結構示意圖Fig.9 Schematic diagram of modular structure of self-moving tail

3.6 掛鉤和掛鉤孔受力分析及強度校核

以小車為研究對象，進行受力情況分析（忽略小車受到的重力），如圖10 所示。

圖10 小車受力情況分析Fig.10 Analysis of car stress

F1 為推移缸推力，8×105N；F2 為支撐力，4.3×105N；F3 為掛鉤作用力，9.1×105N。

（1） 掛鉤在F3 彎矩作用下的受到的最大應力σ1=My/Ix=12×F3×L×y/(a×b3)=294 MPa。

（2） 考慮掛鉤孔已采取應力釋放，在掛鉤作用下受到拉應力σ2=F31/S=229 MPa≤345 MPa。

綜上，理論計算，掛鉤和掛鉤孔強度滿足要求。

4 結 語

將設計開發的DWZY1200/10800F 型超大行程分步式自移機尾在西山煤電西曲礦進行實踐應用。該機可滿足“十二刀一推”的新型采煤工藝作業方式，實現推移總行程10.8 m，有效地減少了設備推進頻率，減少設備搬運調試輔助時間，降低了工人勞動強度，提升順槽設備及工作面的推進速度，應用效果良好。該產品的研制成功，可為煤礦智能化高產高效綜采工作面的發展建設提供適合的配套設備，有良好的推廣價值。