用于掘进机的万向结构第一运输机设计分析

董 立

（晋能控股煤业集团白洞矿业公司， 山西 大同 037003）

引言

掘进机在运输的过程中，通常采用刮板机进行运输，而刮板机大都使用边双链、中双链两种结构，仅仅能够将截割的煤料在第一运输机设定的出料口卸料，接着在固定塔接的第二运输机位置实现后续的运输。可是，每一个后续巷道运输方式之间存在差异性。此外，部分第一运输机后面直接能够和高矮不等的梭车之间进行配合送料。通常情况下，第一运输机往往采用刚性连接，同时出料位置固定不变，因此不能改变出料位置，进而不能在多变的巷道中开展工作[1-2]。而万向结构第一运输机是一种可调整方位的掘进机构，能够有效解决当前掘进机与运输多样性的匹配问题。

1 万向结构第一运输机结构设计分析

如图1 所示，万向结构第一运输机包括前溜槽、中溜槽、转动槽、摆动槽、驱动装置、自动张紧装置、转动销轴、拉升油缸、摆动油缸等。其中，前溜槽与中溜槽之间是一个刚性联接，转动槽可以借助转动销轴铰接到中溜槽上。摆动槽在竖直方向的摆动销轴和相应的摆动槽进行铰接。在摆动槽位置设置一个自动张紧的链条，从而构成第一运输机主体结构。为了能够更好地优化运输功能，通常将拉升油缸两端设置在中溜槽上与摆动槽侧端。动力选用液压马达来供应，可以选用驱动设置给链轮提供动力，进而可以实现单链刮板运输，保证刮板机平稳工作。

1.1 固定溜槽

为了能够有效提升输送机的刚性，通常在溜槽框架中设置钢板焊接结构，使得溜槽能被设计成方框结构，以极大提升溜槽的刚性以及强度。为了能够有效优化下井尺寸以满足各种型号的井，将固定溜槽设置为前溜槽与中溜槽两种形式，同时中间设置有高强度的螺栓以及相应的销轴进行连接[3-4]。

图1 万向结构第一运输机结构示意图

1.2 转动槽

转动槽通常和销轴以及相应的中溜槽相连接，主要在拉升油缸的作用下实现上下运动。由于掘进机工作的坡度在±16°，为了避免物料下滚现象，把最大的适应转角设置为低于30°，从而可以最大限度地保证物料运输的连续性，为此将运输机的转角设置为±90°。与此同时，设置合适的尺寸能够保证摆动槽达到最大或者最小的极限角度，最终使得转动槽的端面以及中间槽能够保持贴合状态，有效提升设备的稳定性，同时抵消销轴的剪切力，从而可以优化设备的安全性。图2 表示向上转动的示意图。

1.3 摆动槽

通常需要将摆动槽设置在第一运输机的后面，将摆动销轴与摆动槽进行铰接，可以借助摆动油缸实现横向摆动，通常将摆动槽摆动范围设置为±45°，这样可以给后续运输提供最大限度的便利性，图3 表示左右摆动效果示意图。

图2 向上转动效果示意图

图4 自动张紧装置示意图

1.4 自动张紧装置

通常可以借助液压手柄来控制多路摆动油缸的有杆腔或无杆腔进油，进而可以促使摆动槽绕着自身转轴出现左右摆动的现象，从而可以使出料可也会左右摆动[5-6]。

当摆动槽出现左右摆动后，其运动轨迹从直线变成折线，主要是由于中单链刮板链条的方向发生变化的缘故。与此同时，链条属于柔性体，其往往在折线位置存在圆弧过渡的现象，从而致使运动轨迹变短，导致刮板链条表现为松弛的状态。同时，设置在摆动槽内的顶块随着凸轮边缘做左右变动。当顶块沿着凸轮边缘做运动时，开始做远离凸轮的方向运动，也就是顶块向后运动，该过程借助推杆、横梁以及相应的减振装置在摆动槽内壁上向后运动。进一步带动驱动轴位置的中单链刮板向后拉长，从而实现自动张紧刮板链条的效果，便于运输物料，图4表示相应的自动张紧装置示意图。

1.5 其他辅助结构

为了能够达到左右摆动的效果，需要对中边链结构进行优化设计。采用中单链刮板组件实现左右摆动的效果。驱动单元选用抽屉式结构，其包括驱动轴、驱动马达、张紧装置。

2 万向结构第一运输机的优点分析

1）落料口可以实现上下左右调整，其摆动角度在±45°的范围内，能够最大限度把物料输送给巷道两侧，满足不同巷道配送系统。

图3 左右摆动效果示意图

2）配置有自动张紧装置，当中单链刮板动作时，其能够实现自动张紧的目的。

3）当上下转动或者降低落料口时，通常相应的中部槽以及转动槽端面能够实现自动贴合，从而能够有效抵消绝大部分作用力，可以有效地缓解转动轴的剪切力。

3 应用效果

我国研发的掘进机机构在国内外都取得了良好的口碑。该新型设备可以使得掘进物料在任意位置下料，能够充分和后续配套系统配合，进一步提高了掘进机的应用范围，具有较好的市场价值，极大提高了煤矿企业的竞争力。