新型掘进机内喷雾结构

摘要：对掘进机喷雾降尘系统及其作用做了简单介绍，主要分析了目前掘进机内喷雾在结构及使用过程中存在的问题，探讨了掘进机的内喷雾结构改进思路，为掘进机内喷雾的结构设计提供了参考。

关键词：掘进机；喷雾降尘系统；内喷雾

引言

掘进机的喷雾降尘系统由内喷雾、外喷雾、引射喷雾组成，其主要作用是提高工作面能见度、降低空气中的粉尘浓度、改善掘进工作面的环境、保护人身安全。就目前而言掘进机外喷雾及引射喷雾的设计各厂家都大同小异，但内喷雾的结构设计却成了困扰掘进机厂家的难题。根据国家相应行业标准规定掘进机都应配有内喷雾，但实际使用效果并不理想，主要表现为使用中因为漏水而造成截割臂体的损坏，因此这就有必要对原有的内喷雾结构进行优化。

1.传统掘进机内喷雾结构分析

目前掘进机内喷雾的设计大都采用如图1所示结构：高压水通过工作臂筒1上的水孔进入通水销2，再由通水销把高压水引到支座3的水孔处，后经水套4进入主轴5的水孔，主轴上的水孔与截割头6的水孔相连通，之后通过截割头上的喷嘴喷出高压水来完成喷雾降尘这一功能。

图1传统掘进机内喷雾结构图

1、工作臂筒 2、通水销 3、支座 4、水套 5、主轴 6、截割头

传统掘进机内喷雾结构存在以下不足之处：

1.1 结构复杂

通过以上论述很容易看出高压水从进入工作臂筒到喷出需经过5个零件，结构繁琐且对各零件的装配质量要求较高，组装时很容易损坏O圈及格来圈，若不及时发现就会给用户造成不必要的麻烦。

1.2 加工难度大

整个高压水流通道需贯穿整个主轴，主轴较长，深孔加工难度非常大；与水流通道相关的其余零件都需要用O圈或格来圈密封，因此对各零件的表面粗糙度要求很高；水套为薄壁套筒结构，加工困难且尺寸很难保证。基于以上因素会造成加工成本急剧升高。

1.3 密封件贵、供货周期长。

由于煤矿井下水质较差，这就对密封件的质量提出了很高的要求，为了保证密封质量大都采用进口密封件，然而进口件价格昂贵，且供货周期较长，这就增加了整机制造成本也给用户购买配件造成了困难。

1.4 容易发生故障且后期维护、维修比较困难

由图1可知，无论主轴通水流通道处哪一道密封失效都会由水将进入截割臂体内，进而造成截割臂体内润滑油污染，若不及时发现都会使机械传动件如轴承、主轴及密封件因得不到良好的润滑而损坏，给用户造成很大的经济损失；密封件失效后，因内喷雾结构及井下条件所限，更换起来相当麻烦，需拆下许多零部件，若因为漏水而造成整个臂体其它零部件的损坏维修起来会更加麻烦，这也是大多用户对内喷雾弃之不用的主要原因。

2.新型掘进机内喷雾结构分析

新型掘进机内喷雾结构如图2所示：高压水进入工作臂筒1的水孔后通過水套2直接与截割头3相连通，后经截割头上的喷嘴喷出高压水完成喷雾降尘这一功能。新结构与旧结构的主要区别在于：水路由原先的经主轴与截割头相通改为由工作臂筒直接与截割头相通。

图2 新型掘进机内喷雾结构图

1、工作臂 2、水套3、截割头

新型掘进机内喷雾结构的优点如下：

2.1 结构简单

内喷雾水道由从主轴通过改为由工作臂筒直接与截割头水道相连通，从而把内喷雾与主轴回转腔隔离开来，大大简化了结构，使装配质量能够很好的保证。

2.2 降低加工难度及加工成本

传统的内喷雾结构需要由多个零件相互配合这就要求相配合的每一个零件都有很好的加工质量及加工精度，从而使加工难度困难，成本增加。改后的结构大大减少了零件之间的配合关系，从而使加工容易，成本大大降低。

2.3 降低了故障率，后期维护、维修方便

传统的内喷雾结构因相配合零件较多且从主轴通过，极易使密封件失效进而造成截割臂体的损坏，且维修更换较麻烦。新内喷雾结构工作臂筒直接与截割头相连通不经臂筒体内部从而简化了结构降低了故障率，维修时只需拆卸截割头极大方便了用户。

3.结语

综上所述，改进后的内喷雾结构能够很好的解决原有内喷雾存在的加工制造困难、故障率高、成本高、维护及维修麻烦的实际情况，为内喷雾的设计提供了新的思路。

4.参考文献

[1]成大先.机械设计手册[K].5版.北京:化学工业出版社,2010.

5.作者简介

密延超（1986—），男，河北石家庄人，工学学士，助理工程师，2009年毕业于河北工程大学机械设计制造及其自动化专业，现从事掘进机设计研发工作。