全断面煤巷高效掘进机行走驱动轮设计

郑晓东　蔡健　张宁宁

摘 要：全断面煤巷高效掘进机行走机构采用整体履带板加支重轮式结构，由驱动轮驱动履带板，从而实现整机的移动并提供截割机构向前的工作推力。驱动轮是行走机构的关键零件，其性能直接影响整机运行的平稳性和截割工作的高效性。本文通过全断面煤巷高效掘进机行走驱动轮的设计过程，介绍了一种驱动轮齿形的设计方法。

关键词：全断面煤巷高效掘进机；驱动轮；齿形设计

中图分类号：TD421.5 文献标识码：A

1 引言

目前煤矿井下使用的掘进机多采用整体履带板加支重轮式结构，由驱动轮驱动履带板，从而实现整机的移动。履带板可依据煤炭相关设计标准设计。但是驱动轮没有相应的煤炭设计标准，多根据履带板的结构尺寸和链传动相关链轮设计标准，进行类比设计，寻求齿形的设计。

2 行走机构简介

大多数工程机械采用履带式行走机构，履带又分为组合式履带和整体式履带。工程机械常用的是套筒滚子链式履带行走机构，各个零件组装在一起，可单独更换，但在煤矿机械使用时，由于更换拆卸困难，不易在掘进机工作的恶劣工况下实施。经过不断的发展改进，目前掘进机多采用驱动轮带动整体式履带板加支重轮式的行走驱动形式，以滚动摩擦代替以往的滑动摩擦，运行阻力小，运行平稳、传动可靠、结构简单、使用维修方便。驱动轮用来将行走机构的动力传递给履带，因此对驱动轮的主要要求是啮合平稳，并在履带因销套磨损而伸长时，仍能很好啮合，不得有“跳齿”现象。履带行走装置的驱动轮通常放在行走机构的后部，这样会缩短履带张紧段的长度，减少功率损失。

3 齿形的设计方法

驅动轮设计要根据所设计机型的整机重量等确定履带板的节距等结构尺寸，整机所需推力等确定所需驱动力，从而确定行走功率，根据总体要求，确定行走速度，选择合适的行走减速机，确定减速比，选择驱动轮的大小、齿数等。本全断面煤巷高效掘进机的齿形设计主要参考相关的链轮设计标准，将工作齿廓段设计为一段直线段结构，齿槽分离量根据履带板的结构确定。齿形设计主要参数的选择见表1。

根据表1的技术参数，可进行驱动齿形的绘制，绘制出的齿形如图1所示。

4 全断面煤巷高效掘进机行走驱动轮设计参数

以全断面煤高效巷掘进机行走驱动轮设计参数为例，履带链节距为300mm，滚子直径为125mm，驱动轮齿数z=11。齿顶圆直径考虑到分度圆以上齿高段几乎为不承力区，取设计偏小值，其它设计参数也根据整体结构的需要进行相应的参数选取。相关参数及设计计算见表2。

根据表2的技术参数，绘制出的齿形如图2所示，其整体三维图如图3所示。

结论

本文介绍的设计方法在全断面煤巷高效掘进机行走驱动轮设计中应用，整机在神东大柳塔煤矿进行了5000多米井下实际使用，使用过程中无卡阻，运行平稳，效果良好，齿面磨损均匀，磨损量小，使用寿命能达到设计要求，具有良好的推广应用价值。

参考文献

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