新型悬臂式掘进机电控箱送电开关的设计与应用

陈文超

（山西离柳焦煤集团有限公司，山西 吕梁 032300）

随着科学技术及生产力的不断发展，悬臂式掘进机在煤矿采掘中的应用越来越广泛，用户对采掘设备的要求不单单是工性效率和安全性，同时也注重设备长期使用的可靠性。在掘进机工作过程中，掘进机电控箱送电开关在井下复杂性的工作环境中转轴会发生生锈问题，导致无法对掘进机实现正常的送电或断电，影响掘进机的正常工作。为提高生产效率，设计一种新型掘进机电控箱送电开关，保障掘进机正常的送电和断电工作，提高掘进工作效率。

1 项目概况

山西离柳焦煤集团有限公司兑镇煤矿所有掘进工作面均采用EBZ135 型悬臂式综掘机进行掘进作业，掘进机电控设备主要是由矿用隔爆型掘进机开关箱 KXB4-258/1140E 和本安型掘进机电气操作箱CX4-4/12E 两部分组成。在EBZ135 型悬臂式综掘机的工作过程中发现，该掘进机电控箱送电开关在使用过程中会因为转轴生锈问题而导致掘进机无法正常送电或者断电，只能通过上级开关进行送电或者断电操作来促使掘进机的送电或者断电工作。针对这一情况，对转轴表面进行了除锈抛光处理，但是只能保持一段时间。由于该矿井下工作面掘进机工作的井下水较多，空气湿度相对较大，电控箱送电开关的转轴又很快出现锈蚀现象，因此有必要设计一种新型的电控箱送电开关，有效提高掘进机的工作效率。

2 悬臂式掘进机电控箱送电开关的设计

2.1 结构分析

针对EBZ135 型悬臂式综掘机 KXB4-258/1140E掘进机开关箱送电开关的转轴生锈问题，设计了一种新型悬臂式掘进机电控箱送电开关，可以有效防止掘进机电控箱送电开关转轴锈蚀问题。

设计新型悬臂式掘进机电控箱送电开关如图1，主要包括转轴、密封结构、铜套、电控箱壁板、电源开关连接装置、固定座、储油沟槽、注油孔、垫片、卡簧、护套、油杯和转动扳手等部件。

图1 新型悬臂式掘进机电控箱送电开关示意图

2.2 实施方式分析

在该装置中，转轴1 安装在铜套3 内且能转动，转轴1 的前端与电源开关连接装置5 固定连接，该电源开关连接装置5 与电控箱电源开关固定连接，转轴1 的后部与转动扳手13 固定连接。当扳动转动扳手3 带动转轴1 在铜套3 内转动，从而带动通过电源开关连接装置5 与转轴1 固定连接的电控箱电源开关的打开与闭合。

其中，铜套3 固定安装在固定座6 上，固定座6 固定连接在电控箱壁板4 上。在铜套3 后端位置上设置有垫片9 和卡簧10，卡簧10 固定安装在转轴1 上的环形卡槽内，而垫片9 则固定在卡簧10与铜套3 之间。

在转轴1 与铜套3 的接触表面设置有储油沟槽7，同时设置注油孔连通到储油沟槽7，在转轴1 后端固定连接有一个与注油孔8 连通的油杯12。利用手动干油泵向油杯12 内注入润滑油，通过注油孔注入储油沟槽7，从而对转轴1 与铜套3 的接触面进行润滑，不仅可以方便送电开关的开、关，又可以防止转轴1 表面出现锈蚀现象。

在该装置中，注油孔包括从转轴1 尾部轴心处向内延伸至储油沟槽7 位置的轴向注油盲孔8，和设置在转轴1 径向方向上从轴向注油盲孔8 盲端向储油沟槽7 延伸的径向注油孔14，径向注油孔14连通轴向注油盲孔8 和储油沟槽7，径向注油孔均匀分布在转轴1 的同一圆周的径向方向上。当向油杯12 内注入润滑油后，润滑油从油杯12 进入轴向注油盲孔8，当润滑油到达轴向注油盲孔8 的盲端后再从径向注油孔14 进入到储油沟槽7，从而对转轴1 与铜套3 的接触面起到润滑和防锈作用。

在转轴1 与铜套3 的接触表面上还设置密封结构2，不仅可以防止储油沟槽7 内的润滑油向铜套3 外渗漏，还可以防止外界粉尘进入转轴1，使转轴1 达到更好的使用效果。密封结构2 包括设置在转轴1 上的环形密封槽及设置在环形密封槽内的O型密封圈。

转动扳手13 人工搬动即可转动，为了方便向连接在转轴1 尾端的油杯12 内注入润滑油，转动扳手13 设计为中空结构，转动扳手13 套装在转轴1 尾部并与转轴固定连接。当油杯12 内需要添加润滑油时，可将手动干油泵的接管从转动扳手13 背向转轴1 的那一侧接到油杯12 上，直接进行注油即可。

在固定座6 的后部固定连接有一个圆形护套11，罩护在转轴1 及与转轴1 连接的油杯12 和转动扳手13 的外部，可以防止掘进机在工作过程中井下落石砸碰而损坏转轴1、油杯12 和转动扳手13 等部件。

2.3 原理分析

在送电开关的转轴与铜套的接触表面上设置储油沟槽，在转轴内设置连通储油沟槽的注油孔，并在转轴后端固定连接一个与注油孔连通的油杯，通过油杯注入润滑油。润滑油从注油孔进到储油沟槽，对送电开关的转轴与铜套的接触表面进行润滑，不仅方便送电开关的开关，而且还可防止转轴表面出现锈蚀现象，从而解决了掘进机的电控箱送电开关在使用一段时间后因为转轴生锈而出现送电开关无法搬动或者很难搬动的问题，保证了掘进机的正常工作和工作效率。

3 实践应用及效果分析

新型悬臂式掘进机电控箱送电开关设计完成后，在兑镇煤矿井下51101 回风顺槽掘进工作面EBZ135型悬臂式综掘机上电控箱进行了安装调试，并投入到了实践应用中。在使用过程中，转轴在箱体外的一端与扳手连接，转动扳手即可对电源开关进行通、断电操作，转轴在箱体外的一端为正五边形，扳手的套筒上开有与转轴配套的正五边形孔。由于五边形的特殊性，可有效避免其他工具对电源开关进行通、断电操作，对送电开关起到了一定保护作用。

从2019 年10 月5 日至今，EBZ135 型悬臂式综掘机工作状态较好，新型悬臂式掘进机电控箱送电开关在使用过程中正常，能有效地实现掘进机的正常送电或者断电。从1 年多的实践过程可知，送电开关的转轴没有出现因生锈而导致无法搬动或者很难搬动的现象，送电开关本身也没有损坏，有效保障了掘进机电控箱送电开关的正常送电或者断电。