新型扒装机行走机构与机架连接方式的分析

通过对新型矿用扒装机的结构特点及功能的分析，以新型液压扒装机行走机构为主要研究对象，分析其受力和工况特点，针对当前煤矿作业的现状，提出了一种行走机构与机架搭载式连接方式，能够在保证行走机构与机架连接强度的基础上，降低生产制造成本，降低机器重心，增大离地面间隙，提高行走机构和机架的可维修性。

近年来，我国煤炭综采技术的快速发展对矿用设备提出了更高的要求，而新型液压扒装机是一种采用电液控制的集岩石破碎、采集、输送功能于一身的新型装岩设备[1]。主要用于矿山岩巷的掘进，也可用于引水渠道、铁路隧道施工和国防洞窑施工中的装载作业，能够实现井下高效率的连续生产。具有安全环保、能耗小、效率高的特点，解决了传统人工运输土石效率低的问题，提高了煤矿采掘的机械化程度和巷道的掘进速度。而行走机构作为整机基础运动部件，其承受扭矩的能力、速度、及转弯爬坡能力等，直接影响着整机的使用性能和稳定性。

1 主要结构及行走机构简介

如图 1 所示为新型液压扒装机结构图，其主要结构有挖装机构、机架、液压系统、运输机构、行走机构等。作业时由液压控制系统驱动扒装与行走变载荷和装运与冲击恒载荷的运动。其工作过程为行走机构推动整机在巷道中前进，扒装机构进行破碎扒装岩石至运输机构，再由运输机构上的刮板输送机运至后接转载机。三大主要动作包括行走动作、扒装动作和输送动作均可独立工作，也可同步工作。

图 1新型液压扒装机的结构图

1扒装机构 2机架 3液压系统 4运输机构 5行走机构

目前机械工程上常用的行走方式主要有轮胎式和履带式两大类，其中轮胎式具有机动性好、行走速度快等优点，其缺点为接地比压大、爬坡能力小。履带式行走机构特点是牵引力大[2]，接地比压小，越野性能好，爬坡能力强，且转弯半径小、机动性好，其缺点是行走速度低。考虑煤矿井下作业空间有限，且底板土质松软滑湿，崎岖不平，且机器重量大，需要较大牵引力，因此必须选择履带式行走装置。

2 行走机构工况分析

液压扒装机行走机构的牵引力决定着行走马达所需要的扭矩的大小，是液压控制系统设计工作重要环节。行走机构的工作阻力主要来源于履带自身的内阻力，路面土壤变形等产生的运行阻力，斜坡上由于机器自重产生的坡度阻力以及行走机构转弯时的阻力等[3]。牵引力必须大于所有工作阻力之和，并且小于机器与地面的附着力，才能保证行走机构的正常运行。

行走机构牵引力平衡方程：

1 行走机构 2 行走机构连接板 3 承载块 4 机架 5 机架连接板 6 定位键

这种行走机构与机架采用搭载式连接，具有如下优点：

1）简化了连接结构，降低了机器重心，提高了机器的稳定性。

2）增大了机架到地面的间隙，增强了机器越过障碍的能力，安装方便。

3）行走机构通过承载块支撑机器的重力，较现有的销轴承载方式，大大增加了行走机构的受力面积，减小了关键零件单位面积的受力，降低了机器关键部位故障率。而且，采用定位键代替销轴承受机器行走过程中行走机构与机架之间的剪切力，降低制造了成本，提高了机器的可维修性。

4 小结

通过对行走机构的工况分析可知，在工作过程中承受较大的载荷，采用搭载式将行走机构与机架连接，不仅能利用键抵消行走时牵引力对连接螺栓的损害，还能降低整体结构重心、增大地隙，同时又能保证履带与机架不发生错位，机动性能好。

（作者单位：江苏联合职业技术学院常州刘国钧分院）