2種掘進機機載錨桿鉆機回轉(zhuǎn)裝置的比較

摘 要：簡要介紹了2種掘進機機載錨桿鉆機回轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理，通過分析它們的結(jié)構(gòu)和工況，對比了2種回轉(zhuǎn)裝置結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點，以期為機載錨桿鉆機回轉(zhuǎn)裝置的選型提供參考。

關(guān)鍵詞：掘進機；機載錨桿鉆機；回轉(zhuǎn)裝置；煤機設備

中圖分類號：TD421.5 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.066

近年來，煤炭市場越來越不景氣，企業(yè)采購煤機設備的次數(shù)也逐漸減少，對掘進機械的需求也由過去的連年采購新機變?yōu)槟苄迍t修，從而盡量延長其使用壽命以減少相應的成本支出。但是，煤礦要想擺脫開采成本居高不下的情況，就要保證其自動化、機械化，從而實現(xiàn)真正意義的上高產(chǎn)、高效。掘進機作為普采設備，與人工支護作業(yè)配合已經(jīng)不能滿足快速掘進的需要。這主要是因為人工錨桿支護作業(yè)速度太慢，制約了掘進機的進尺速度?，F(xiàn)階段，各掘進機生產(chǎn)廠家都在加大力度研發(fā)掘進機與液壓錨桿機一體式掘錨機，使掘進機與錨桿支護作業(yè)實現(xiàn)機械化，以解決掘錨不平衡的問題。將液壓錨桿機布置在掘進機機身內(nèi)部，能使錨桿機與人工支護有同樣的效果，而液壓錨桿機回轉(zhuǎn)裝置的設計選型對整套鉆機的運行有非常重要的作用。如果將回轉(zhuǎn)裝置布置在鉆機與基臂中部，那么，其結(jié)構(gòu)的合理性對整套鉆機系統(tǒng)的性能、靈活性、整體結(jié)構(gòu)和外形尺寸會有重大的影響。目前，國內(nèi)外鉆機前后左右的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)分為2種，即采用直角對裝的2套蝸輪蝸桿機構(gòu)和采用回轉(zhuǎn)油缸加擺動油缸的結(jié)構(gòu)形式。

1 2種回轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理

直角對裝的2套蝸輪蝸桿機構(gòu)組合形成的回轉(zhuǎn)裝置如圖1所示。每個回轉(zhuǎn)體內(nèi)部都是由驅(qū)動馬達、蝸輪和蝸桿組成。在工作過程中，驅(qū)動馬達可以正反旋轉(zhuǎn)帶動蝸桿旋轉(zhuǎn)，由蝸桿帶動蝸輪實現(xiàn)動力輸出。單個蝸輪蝸桿機構(gòu)可完成將近360°的旋轉(zhuǎn)，2套垂直安裝的回轉(zhuǎn)裝置可以完成前后左右全方位360°的旋轉(zhuǎn)，從而帶動鉆機完成上下左右的全方位支護。

回轉(zhuǎn)油缸加擺動油缸的回轉(zhuǎn)機構(gòu)是由回轉(zhuǎn)油缸完成沿軸線的旋轉(zhuǎn)運動，擺動油缸完成相應垂直面的小角度回轉(zhuǎn)運動，兩者配合帶動鉆機完成對部分斷面的支護。

2 2種回轉(zhuǎn)裝置的優(yōu)缺點分析

由于蝸輪蝸桿式回轉(zhuǎn)機構(gòu)可以承受大扭矩，而且其旋轉(zhuǎn)角度大，因此，可用于巖巷的鉆孔支護設計中。另外，由于蝸輪蝸桿具有自鎖特性，所以，在鉆機旋轉(zhuǎn)和鉆進過程中，其穩(wěn)定性比較好。但是，蝸輪蝸桿的整體結(jié)構(gòu)較為龐大，在與掘進機集成時，會大大增加機身的寬度或高度。因此，它適用于獨立完成支護作業(yè)的設備中。由于其鉆進扭矩和推進力都比較大，鉆進速度快，因此，特別適用于硬巖的支護作業(yè)中。同時，也可將單獨一套鉆機集成于掘進機內(nèi)部，作業(yè)時輔助支護設備，以減輕工人的勞動強度。

在回轉(zhuǎn)油缸加擺動油缸的回轉(zhuǎn)裝置中，回轉(zhuǎn)部分采用了旋轉(zhuǎn)油缸。該油缸是一種裝配非常精密的部件，它在很小的空間結(jié)構(gòu)中使用液壓集中了較大的扭矩。與擺動油缸合成后，其外形較小，比較適用于與掘進機的集成。雖然兩者結(jié)合后旋轉(zhuǎn)角度較小，但是，可以實現(xiàn)掘進機集成2套鉆機。如果將其布置在掘進機的兩側(cè)，不僅可以彌補旋轉(zhuǎn)角度的不足，還能在完成全方位支護的同時提高支護速度。這種方式有利于掘錨一體化的推廣。

3 結(jié)束語

2種回轉(zhuǎn)裝置各有優(yōu)缺點——推拉油缸式回轉(zhuǎn)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，成本低，為1臺掘進機集成2套鉆機系統(tǒng)提供了空間上的優(yōu)勢；蝸輪蝸桿式回轉(zhuǎn)裝置的承載力較大，將其應用于全巖巷支護作業(yè)中更具優(yōu)勢。在具體工作中，選擇回轉(zhuǎn)方式時，應綜合煤巖硬度、煤巷斷面的要求、維修難易度、成本等各方面的要求，以最終獲得良好的使用效果，取得更好的收益。

作者簡介：楊春海（1980—），男，山西代縣人，副研究員。

〔編輯：白潔〕