步履式液压牵引机的改进和应用

张 江

1 概述

矸石山是煤矿井下挖出的煤矸石经长期固定堆放而形成，位于矿区主井附近约500 m处，矸石堆积量随矿建的不同时间开始不断堆积至今，长、宽、高各不相同，形似枕状。矸石在一定的温度下自燃，自燃时从矸石缝里冒出有毒白色烟雾(主要成分为SO2);雨雪来临时，雨雪水又会把矸石粉末冲进河流、路边、田间，给周围的环境造成了极大的污染，需要对矸石山进行综合治理。

斜坡碾压是矸石山治理比较重要的施工环节，调查了解相关信息得知，该项目针对人工施工速度慢、效率低和矸石山马道较窄的特性，使用了一套自行组装的碾压设备，但该设备操控繁琐，稳定性差，需要多台辅助设备和多人操作配合才能满足施工要求，同时存在安全问题也较多。为保证工程安全可靠进行，公司决定对该工艺进行改进。

2 设备特点及工艺要求

在矸石山治理施工的边坡碾压工艺中，被牵引的是一台自重10 t的斜坡碾压机，碾压机机身重，又是边坡作业，这样使得牵引机稳定性差，安全隐患就比较大。综合上述要求设备具有很好的稳定性和可操作性，因此经过和某机械制造公司人员计算得出，参考300加强型底盘挖掘机作为原型进行改进，去除挖掘机大臂，增加新型大臂，大臂前端加设滑轮套，钢丝绳与斜坡碾压机相连，通过机身卷扬机的带动实现斜坡碾压机的工作。改装完成后的步履式液压牵引机主要由底盘、车身、驾驶室、卷扬机、大臂、大臂变幅油缸、支架、支架变幅油缸组成。

3 步履式液压牵引机的工作原理

由发动机带动液压泵，液压泵输出的高压油经溢流阀、节流阀、分配阀、操纵阀输入到液压马达、油缸，通过液压马达的正反转、油缸的升缩完成履带的行走、车身的回转、卷扬机的旋转、大臂及支架的变幅来实现斜坡碾压施工技术。

4 改进后的优点和创新点

在牵引机变幅大臂下安装一条支架的创意，同时在牵引机履带上加装防倾翻电磁阀，电磁阀与卷扬机液压马达连接，只要单边履带离地，电磁阀自动打开，卷扬机便停止工作，提高了设备的安全系数;利用卷扬机起吊，支架下顶，履带行走可以安全的进行错轮碾压或长距离现场移动，完全的实现了一人操作单台设备便能满足施工要求。具有以下优点:1)斜坡振动碾QY10在机身上加装了大臂、大臂变幅油缸，卷扬机钢丝绳通过大臂天轮牵引斜坡振动碾，通过机身回转及行走直接可以移位下一碾带;实现了施工灵活，操作方便的性能。2)本机利用大臂起吊，加装了变幅支架托底，加大了本机的配重，确保了本机长距离安全移动及斜坡施工的稳定性。3)通过大臂油缸的变幅，实现了在狭窄的马道上有效的进行斜坡碾压施工;通过大臂天轮牵引斜坡振动碾磙子自上而下碾压，然后自下而上再次碾压，更换碾压面积来保证两次碾压面不出现碾压痕迹，确保了碾压面的完整性。4)牵引机操纵灵活方便、机械自动化程度高，在施工现场内可自行移动，碾压的时间少，施工速度快，节省大量的综合人工，降低了工程造价。

创新点:1)大臂上的天轮采用两端加固的措施，在天轮受径向力的同时，也可以受轴向力，有效地解决了拖振错压造成天轮损坏;2)设计变幅支架，在牵引斜坡碾压时，支架着地，有效地提高了设备的稳定性;利用卷扬机起吊，支架托板下顶，通过履带行走可以安全的进行错轮碾压或整机长距离现场移动;3)在牵引机履带上加装防倾翻装置，只要单边履带离地，卷扬机便不工作，保证了设备的安全系数。

5 步履式液压牵引机的应用

在斜坡碾压施工中，牵引机在矸石山平台的顶面上，牵引机应有0.5 m的安全距离，斜坡碾压机一般在低端并与钢丝绳相连，开启马达运转设备，缓拉钢丝绳使斜坡碾压机上下滚动实现碾压，通常采用错位碾压的方法，即牵引机在坝顶水平移动一定距离，将斜坡碾从下向上斜拉至顶部再放下去，往返数次即可。斜坡碾压采用静碾和振动相结合的方法进行，静碾2遍，然后半振动(自上而下时不振动，自下而上时振动)碾压4遍。振动碾时应保证碾压过程中钢丝绳始终与坡面平行，每填筑10 m就开始进行矸石山坡面的修整、碾压工序，坡面碾压机械使用斜坡振动碾，已碾压好的边坡经监理工程师验收后，再进行下道工序。为了达到设计的密实度，首先通过多次现场碾压试验确定矸石山填筑的最佳碾压参数，其次多次现场取样试验论证其填土的密实度。最终确定黄土的密实度。为确保填筑质量，在矸石山填筑施工过程中，一方面加强土场土质强调工作，为矸石斜坡填筑时调整碾压参数提供保证。另一方面加大碾压后斜坡取样试验频次，在施工过程中各填筑层均进行干密度试验，平均3 000 m3取样检测一次。经过认真施工，斜坡的压实度均满足设计及规范要求。

6 结语

我公司牵引机攻关小组大胆提出了在牵引机变幅大臂下安装一条支架的创意，同时在牵引机履带上加装防倾翻电磁阀，电磁阀与液压马达连接，只要单边履带离地，电磁阀自动打开，卷扬机便停止工作，提高了设备的安全系数;利用卷扬机起吊，支架下顶，履带行走可以安全的进行错轮碾压或长距离现场移动，完全的实现了一人操作单台设备便能满足施工要求。

通过改进和实施，我们顺利地完成了某煤矿矸石山综合治理工程项目的前期施工任务，通过对牵引机斜坡碾压技术的实践应用，使我们更加深刻的认识到牵引机斜坡碾压技术施工工艺的高效率及其先进性，积累了宝贵的施工经验。

[1]陈贤康.液压传动基础[M].北京:中国农业出版社，1987.

[2]梁延军.挤压机牵引机液压系统设计[J].机械工程师，2010(5):80-82.