煤矿综掘机液压张紧装置的改进研究

张文杰

（山西潞安集团蒲县常兴煤业有限公司， 山西 临汾 041207）

引言

目前，掘进机在煤矿开采中应用较为广泛，采掘工作存在较高的机械化水平。掘进机的构成部分主要有装载部、行走部、液压体系等，详见图1。生产过程中，由于受到张紧拉力，第一输送机的链条和行走履带导致对张紧产生一定的影响，因此，需要对这两个部件进行不定期的张紧操作，同时必须对张紧装置进行有效的改进。

图1 掘进机总图

1 掘进机的构成及张紧装置结构

1）第一运输机的构成部分主要有张紧装置、脱链器等。该运输机安装于机器的中间部位，前部则与主机架和铲板形成有效的铰接，后部则配置于机架的上部。在这个位置上来安装相应的垫块，根据实际的需求来抬高输送机的后端，促使拆卸的高度得以提升[1]。这一输送机所发生的作用主要是借助扭矩较大的液压马达来实现的，刮板链条上所进行的张紧操作是借助输送机尾部安装的张紧油缸来完成。

2）掘进机上方安装了履带式行走单元。而行走单元的设置必须确保对称性，分别实施驱动。各自利用强度较高的螺栓及机架来完成连接。左右履带的行走单元减速后，为行走驱动轮提供一定的动力，以带动履带的运行。行走单元的构成部分主要履带链、液压马达等。摩擦片式的制动器也一种弹簧常闭式，当掘进机运行的时候，泵站不仅可以为液压马达进行供油，而且可以为制动器供油以推动活塞，从而对弹簧进行一定的压缩，实现制动效果。掘进机运行过程中应当保持6 m/min的行走速度，利用黄油枪来将油脂出入到导向张紧装置上油缸安装的注油嘴上，从而对履带链进行适当的调整，在完成调整之后，装入一定的垫板及锁板，对注油油嘴的螺塞进行调整，清除油缸的压力后再旋紧螺塞，确保张紧装置中所配置的活塞不会受到相应的张紧力。

3）输送机的履带及链条松紧程度都需要经过维修人员来控制相关的张紧手柄所实现的，对张紧油缸进行有效的控制，活塞在向后发生移动的时候来调节垫板，促使张紧操作得以顺利进行。以往采用的掘进机安装的张紧设备的原理图详见图2。油液的液压泵存在两条输出油路，一路经过换向阀而进入到升缩油缸之内，对截割头进行的一系列操作进行控制，一路则需要借助单向阀与张紧阀来发挥自身的作用，增强张紧操作的效果[2]。该系统对各个油路的控制作用主要是借助梭阀与溢流阀来实现，其中两种阀门的数量分别为1个和2个。张紧油路所采用的液压泵同时也对截割头中的升缩油路发挥作用，但是两者是彼此独立的。

2 传统张紧方式的不足

图2 改进前液压系统原理图

1）张紧装置的阀件极易受到损坏，且十分容易发生故障，在进行修复时一旦出现损坏，将无法进行修复，只能更新，这就导致设备的检修成本及发生故障的概率不断提升。

2）张紧装置所需的油管具有一定的特殊性，其他的油管并不具备通用性，存在一定的局限性。

3）操作较为复杂，单次张紧仅仅处理一处，对检修的效率造成了极大的影响。

3 改进方法

通过采用六个小于10 mm的截止阀来对升缩油路的一系列操作进行控制，将其中两个油路进行合并，这就简化了张紧单元及其他的部件，避免了故障的发生，同时也降低了检修作业的成本[3]。

改进方案：将张紧装置及其他的部件进行完全拆除，利用各个油路、截止阀来将履带及一运的张紧油缸与截割头上方安装的升缩油路进行有效连接，这就简化了张紧这个环节，六个截止阀主要对六个油路进行分别控制，通哪一路就仅仅需要将该路的截止阀进行开启，将其他各个油路中的截止阀关掉。其原理如图3。

4 改进之后的效果分析

1）张紧装置改进之后，具有较大的优势，如操作流程得以简化、故障的发生率降低等，极大促进了掘进机的生产及检修，缩短了工作时间，降低了检修作业的强度及成本。在实际操作的过程中，张紧油管这一环节被省去，简化了操作的流程，有助于检修作业的正常开展。以往所采取的张紧装置在进行操作的时候，大约为1次/h，经过本次改良，每一次张紧仅仅需要10 min，降低了检修的强度，缩短了检修的时间。现将改进之后的装置应用到矿井的实际生产中，可极大提升生产效率。

2）液压张紧装置改进之后，将其运用到矿井的实际生产中，经济效益明显。以往所采取的张紧装置价格为9 500元/套，特殊的张紧油管、两个溢流阀、梭阀于节流阀的费用分别为1 400元、900元和1 800元，其总价格超出了13 600元。以煤矿有10台掘进机作业为例，根据每台设备在每年可应用于两个掘进头来进行计算，平均每年会为煤矿节省超过20万元的设备和材料成本。更为重要的是改进后的张紧装置大大降低了综掘机故障率，提高了生产效率，同时减轻了维修人员的劳动强度，提高了工作效率，从而保证了煤矿安全生产的正常进行。

图3 改进后液压系统原理图