EBZ230型悬臂式掘进机行走机构故障原因及解决措施

代艳松

（中国水利水电第八工程局有限公司，湖南 长沙 410007）

目前，掘进机的核心设备，作为地下开放的重要机械，当前朝着大功率方向发展。这会让整个机器的重量持续增高。掘进机工作期间驱动力逐渐增大，减速器的体积逐渐增大，行走机构变成核心的支撑部件。在地上其同时担负前行、后退、转入掘进机运行，假如出现故障，会对掘进机的总体工作效率造成很大程度影响，为此一定要不断提升其的可靠性。本文分析了EBZ230型悬臂式掘进机运行机构的主要原因，提出了解决方案。

1 EBZ230型悬臂式挖掘机简介

1.1 EBZ230型悬臂式挖掘机结构

EBZ230型悬臂式挖掘机的基本部件如图1所示，包括切割机构、铲板机构、主体部分、行走机构、第一运输机械结构、后支撑机构、电气系统和液压系统等。

图1 EBZ230型悬臂式挖掘机图

根据重量分类悬臂式挖掘机可分为微轻重量、轻重量、中重量和重重量四种。根据工作机理中切割煤岩的方式，钻孔机可分为立轴式和卧式钻孔机，但不同类型悬臂式掘进机行走机构的整体布局和功能类似。在悬臂式掘进机的组成部分，行走机构是一个非常重要的部分。其功能是承载悬臂式掘进机的整体重量，带动悬臂式掘进机行走在矿山巷道内，实现整机的前进，后退和转向，同时还可以挖掘悬臂式掘进机。因此，行走机构的可靠性会影响整个悬臂掘进机的性能。

目前，履带行走是悬臂掘进机行走机构的主要形式。行走机构的驱动机构由两种方式组成：电机和液压驱动。尽管电机传动变速器易修理，可靠性高，但只有一种行走速度，无法实现调速，且电机驱动中的大体积减速箱难以布置结构，液压传动系统简单并可实现无级调速，提供系统过载保护和电机及减速机结。由于结构紧凑，液压传动装置被用作动臂式掘进机的驱动力。行走机构的张紧装置有机械和液压两种类型。机械拧紧方式的绞紧器比较复杂，修理安装不方便。液压收紧机构结构简单，维修和使用方便，更适合地下作业，液压式收紧装置多用于悬臂式镗床的行走机构。

1.2 EBZ230型悬臂式掘进机主要技术性能（表1）

表1

1.3 EBZ230型悬臂式掘进机的特点

EBZ230型悬臂式掘进机可以实现不间断地切割、装卸与运载。其的显著特征是稳定性优良、重心低、工艺领先、配置高。切割部分运用的是技术领先的轴承与切齿，并具有较强的破岩能力，它具有内部和外部喷雾体系，且拥有过滤设备与泄漏监测和保护性能；电机有效推动星形轮运行，十分有助于装载与底部地保洁；中心位置的输送机与铲板的直线组织构成4条滑道。当铲板升高的时候，首条输送机的双链条的长度非常小。驱动力与减速机高度集成，动力大，功能稳定、液压体系稳定、功率不变、装载敏感管控功能，压力、油温、油位显示等保护装置，电气系统采用模块化设计，操作箱具有液晶汉字动态显示故障自诊断和记忆功能等。

1.4 EBZ230型悬臂式掘进机行走机构工作原理

悬臂式掘进机行走机构采用履带式，通常由履带架、履带、传动链轮、耐磨板、导向张紧轮和张紧装置组成。步行机构的结构如图2所示。掘进机运行机构的工作原理是液压泵向液压马达提供高压液压油，使液压马达转动，带动减速机构产生低速和大扭矩。通过液压马达的旋转，驱动轮和链轮旋转，链轮的齿和履带的链条履带销，履带旋转。最后，驾驶机器可以获得行动能力。

导轮起引导作用，张紧筒和导轮可以一起调节履带的松紧度。在设计中，方向盘和链轮必须位于同一条直线上。在悬臂式漂流器的情况下，必须满足人体的运动，向后和向右转动时，行走机构需要分开驱动并单独放置。传输的移动模式。当掘进机需要前后移动时，左右电机同时带动链轮驱动履带。当掘进机需要转动时，另一侧的液压马达可以单独驱动，转动侧的液压马达停止转动，两边的液压马达需要转动时可同时运行。

图2 挖进机行走机构总体布置图

掘进机采用带支撑轮的履带式行走机构。左右履带行走机构对称布置并分别驱动。每个高强度螺栓都与框架连接。每个行走机构由一台液压马达驱动，该马达由行走减速器，传动链轮和履带链条构成，推动履带移动。行走机构大致包括液压马达、导向张力装置、行走减速器、左侧履带架等。制动器集成在一般处于关闭形态的行走减速器内。当机器移动的时候，泵站给行走液压马达供给燃料，且给减速器的内制动器供给燃料，以推动制动器抬升。

2 EBZ230型悬臂式掘进机行走机构故障剖析

掘进机运行机构的故障通常有两种，一种是机械故障，一种是液压系统故障。

第一种故障通常非常明显，容易找出与解决。

2.1 履带松弛，紧固或跳绳

在掘进机运行过程中，履带一定要维持恰当的松紧度，这对于履带链与驱动轮的准确啮合特别关键，同时对于机械总体的稳定性有很大影响。

左右轨道张力的调节依托张紧缸驱动的张紧轮组达成。张紧油缸伸出后，张紧轮支架后插入夹板内，通过按压轨道张力松开张紧油缸夹紧夹板。卡依据实际需求能够分成多种规格，且能够自行组合。

在履带跳绳的状况下，通常情形是轨道未张紧亦或张紧油缸毁坏，为此可更新张紧油缸的密封。如果赛道太紧，一般性能无法行走。可以取消拉紧张力缸并松开轨道;当轨道太松时，链轮不与履带相啮合，原因如下：

当轨道间距变长时，应排除故障且换上新的部件。当赛道过松的时候，许可尝试将履带板卸下。应当指出的是，轨道张紧度应该是适当的。在轨道张紧后，必须有一定的下垂，其下垂值为50～70毫米。

2.2 行走减速器的内部损伤

如果掘进机行走部件正常，则另一侧不会有任何动作，主要是为了减速器的内部毁坏。另外，可采用替换油压管线的方式来判断机械故障。假如替换之前的无动作依旧不动，可认为液压系统正常，减速度存在异常；减速机升温或者出现异常声响，通常可判定为是减速机轴承毁坏或者齿轮毁坏，通常拆卸查看，然而地下没有条件修理减速机，大部分为整机更换。

2.3 驱动轮损坏

这种故障更直观，场景可以零负荷运行。驱动轮可拆卸之后查看减速机的输出轴与驱动轮的外花键。关键是和机械故障比较，液压系统故障更繁杂。我们要基于整台机器的液压原理，且依据现实状况进行实际剖析与评判。

2.3.1 左右行走速度存在差异

产生该种故障，可能的因素是液压马达的速度不一样，两边行走不一致。这种情况下应当查看机油压力。拉力缸故障导致轨道紧密。这个时候应当对油缸压力与密封情况进行检查，将毁坏的密封替换掉；轨道侧面的间距应当增长而且应当调节紧轨。

2.3.2 爬行者不能走路或走路不好

这种故障大多是由液压不到位或者油马达内部毁坏导致的。排除方式是对泵或者阀的压力加以调节亦或替换新的油马达。更换电机时保持清洁。另外，可能是多方向阀故障，且对多方向阀进行仔细检验。

2.3.3 液压系统压力不稳定

假如液压体系的液压较低，则掘进机的功能无法全面发挥出来。这个时候应当要查看溢流阀，看设定的数值与有关要求一致与否。之后，查看各部件密封件存在泄漏问题与否，双泵内部毁坏与否，及时替换与否。

同时，在履带运动期间，相对运动部件之间会发生摩擦损失。其中，常见的易损件有以下几部分：皮带轮外缘面和链轨侧面；驱动轮的轮齿表面和履带板连接销钉的外表面，导轮和履带板的内表面；车轮的圆弧和履带板的内表面；销轴的外表面以及销和履带板的内表面的磨损。

（1）磨轮磨损。负载轮把挖掘机自重与工作负载转嫁到地面上。动态负载高，工作环境恶劣。尤其是在挖掘机拐弯时，支撑轮的外侧表面和链轨表层相碰触。轮子的磨损减小到链轨的接触凸缘的宽度。

（2）齿轮和销的磨损。在履带行驶期间，在驱动轮齿与销套间常常产生滑动磨损。和一般齿轮磨损近似，驱动轮的磨损一般产生在齿轮齿的前面和后面，齿轮齿的两端，齿轮齿的根部和齿轮齿的顶部。磨损使齿轮和销钉匹配尺寸产生改变，致使啮合时齿轮齿遭遇冲击，让其他部件间的磨损程度更严重，大幅减少履带行走装置的运用时间。

（3）导轮和皮带轮的磨损。在轨道运行期间，由于导轮，支撑轮和履带连杆间的碰触，碰触表面出现一定程度地磨损。磨损大多产生在履带沟槽与轮缘中。磨损特性是在正常行驶条件下，轨道两侧的导轮和皮带轮均衡磨损。（a）导轮的磨损。通常而言，方向盘磨损有2种出现较多的情形，其一是局部磨削，这通常是由于组装中的偏心导轮造成的， 需要及时调整，使方向盘的径向中心与链条的中心重合。另一方面，方向盘的磨损在车轮两侧更为严重，为此应当明确所有的车轮在履带架上的相对地点准确与否。（b）磨损轮子磨损。因为轨道上具有多边形效应，假如轨道功能薄弱，轨道会松弛，致使履带连和皮带轮接触的时候形成冲击。在该种冲击过程中，皮带轮很容易磨损，因此有必要确保轨道合理张紧。同时，工作现场的沙子也会造成皮带轮的磨损，所以我们需要注意定期清洗。皮带轮的磨损具有减小法兰宽度和外径的特点。

（4）履带销轴和销的磨损。在履带工作过程中，销轴与销套之间的相对旋转导致挤压和摩擦，这是磨损的主要原因。由于销和销的磨损，履带的轨距将被拉长，这导致销套在与驱动轮啮合时的相对位置的变化，导致振动和冲击的作用。假如没有第一时间发现，乃至会致使履带断开且减短履带行走设施的运用时长。销轴的磨损大多产生在头部与杆部。图3为销轨、销套和链轨的组装图。

（5）履带板的磨损。履带板的操作环境十分恶劣，直接遭受冲击与压力等诸多因素的影响。在各种条件下作业时，卡特彼勒板的顶部磨损部件是不同的，可分为履带板和支撑轮的部件以及相对滑动部件；履带与土壤的位置。

应当注重的是，在上文进行的履带行走机构的核心部件的磨损剖析中，不应当防止每一种磨损，并且允许正常磨损。一般情况下，履带板、驱动轮等都应当依据实际状况定期替换。

3 行走机构故障的解决措施

3.1 增加接地面积和长度

对于掘进机行走机构中出现的故障，可采取增加履带接地面积和长度。根据平均地面比压公式P=G/2Lb（P型掘进机的平均地面比压，G型掘进机的重力，B履带板的宽度，L履带行走机构的接地长度），需要增加履带的长度并增加履带的宽度。

图3 销轨、销套和链轨组装图

3.2 定期检查和更换掘进机部件

当掘进机处于机械状态时，有必要及时更换问题零件。例如，如果轨道太紧或太松，则需要安装或移除一些轨道板。机械故障类通过换油压力管道来判断，如果更换仍不能解决，则可排除液压系统故障，可能是变速箱故障，减速机有异响或温度升高较快，一般出现的情况是在轴承损坏的减速器中，所以需要拆除检查。如果损坏程度尚未不需要暂时修复，则需更换整个减速箱或取下驱动轮，如果必须更换，则检查从花键外的减速机输出键中取出传动齿轮。并定期检查掘进机油缸的压力和密封程度，及时更换损坏的密封。如果轨道的节距变长，则应调整轨道的松紧度，并且不应允许松弛度或松紧程度。

3.3 导带和导向张紧器

履带链条的松紧度对于掘进机的移动特别关键。履带链太松或者太紧均会给机械的行走带来不良影响。导向张紧器的作用是对履带链条的松紧程度加以调整。一般的导向张紧设施运用黄油张紧模式，也就是以黄油枪把润滑油添加到油缸中，受到推力后，活塞杆后移，促使方向盘向外侧运动，履带链变紧。该种架构需依托黄油来维持内部压力，而黄油较易外泄并且压力降低，从而导致履带链放松，使用油脂枪将其拧紧有很大难度。为了应对该问题，导向张紧设施运用液压张力。张紧油缸通过管路与液压系统连接，并由球阀锁定，操作特别简便。履带松弛时，需要拉紧张紧的球阀，注入压力油推动活塞杆移动紧密的履带链，然后插入气缸垫并锁定在锁板上。油缸运用进口密封件，能够避免泄漏造成的压力损失。

4 结语

行走机构部分是掘进机的主要构成内容，依据故障现实状况正确找出故障成因特别关键。然而平常的检查不可小觑。通常日常检查主要包括：轨道张力出现异常与否；履带板毁坏与否；履带销脱落与否。另外，定期清洁液压油是非常重要的。