掘进机行走机构故障分析及解决方法

掘进机行走机构故障分析及解决方法

郎艳

郎艳LANGYan

（中煤科工集团太原研究院，太原030006）

（TaiyuanResearchInstituteofChinaCoalTechnology&EngineeringGroup，Taiyuan030006，China）

摘要：行走机构是掘进机非常重要的一个部分，出现故障将直接影响掘进机整机的性能。本文对掘进机行走机构在使用过程各部件容易发生的故障做出了分析并提出了改进方法。

Abstract:Walkingmechanismisaveryimportantpartofroadheader,itsfailurewilldirectlyaffecttheperformanceofroadheader.Inthisarticle,themalfunctionwhichiseasytooccurineachpartofwalkingmechanismareanalyzedandtheimprovementmethodareproposed.

关键词：掘进机；行走机构；故障分析

Keywords:roadheader；walkingmechanism；analysisonmalfunction

中图分类号院U455.3+1文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）20-0100-02

0引言

目前，掘进机作为井下开拓巷道的主要设备正在向着大功率的方向发展，这势必使得整机的重量也在不断的攀升，在行进的过程中需要的驱动力越来越大，行走部减速器的体积也越来越大，行走机构作为主要的支撑部件，紧贴地面，同时担负着掘进机的前进、后退、转弯及截割进给运动，如果一旦出现故障，更换及其困难，将直接影响掘进机的整机性能，因此要提高其可靠性。本文就目前掘进机行走机构出现的主要故障作分析并提出解决方法。

1掘进机行走机构结构组成及传送系统掘进机采用支重轮履带式行走机构。左、右履带行走机构对称布置，分别驱动。各由多条高强度螺栓与机架相联。每个行走机构均由液压马达提供动力经行走减速器寅驱动链轮寅履带链组成，驱动履带行走。行走机构主要由导向张紧装置、左履带架、履带链、支重轮、行走减速器、液压马达等组成，如图1。制动器集成在行走减速器内部，为常闭式，当机器行走时，泵站向行走液压马达供油的同时，向减速器内制动器提供压力油，使制动器解除制动。

2导向张紧装置的故障分析及改进

履带链的松紧在掘进机行走过程中非常重要，履带链过松或过紧都会影响其性能，导向张紧装置的主要作用是调节履带链的松紧。传统的导向张紧装置采用黄油张紧，即通过黄油枪向油缸内注入钙基润滑脂，使活塞杆受力后运动，从而推动导向轮外移，进而履带链张紧。这种结构需要黄油保持内部压力，而黄油容易泄漏失压造成履带链的松弛，并且用黄油枪张紧非常困难。为了解决以上问题，导向张紧装置采用了液压张紧。将张紧油缸通过管路与液压系统连接，并由球阀锁定，操作起来也非常容易。履带链松弛需要张紧时打开张紧球阀，注入压力油推动活塞杆外移张紧履带链，张紧后插入油缸垫板并用锁板锁定。油缸内采用进口密封件，能有效防止因漏油而失压。

导向张紧装置使用过程中出现的另一个问题是导向轮体与轴连接处的螺栓容易松动，为此我们采用了用大圆螺母与轴连接并用开口销锁定的设计。

3履带链的故障分析及改进

履带链作为掘进机整机与地面直接接触的部件，其工作环境和使用条件非常恶劣，它不但与泥土、岩石、煤等直接接触而且还承受弯曲、挤压等应力的作用，特别容易磨损、断裂。履带性能的好坏将直接影响掘进机能否正常行走。传统的履带板采用ZG42CrMoB铸造而成，由于铸造掌握不好很容易造成裂纹，进而引起履带板断裂。将履带板材料改为42CrMo并采用锻造工艺将很好的改善其性能。42CrMo强度和淬透性较高，调质后有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力，且不容易断裂。

履带链由履带板通过销轴连接，并在销轴外侧各加一个弹性圆柱销以防止履带销来回滑动。在使用过程中有弹性圆柱销脱落而引起销轴移动与机架磨损的情况发生。为此我们将定位销轴的弹性圆柱销由一个改为套用的两个，大大的减少了以上问题的产生。

4履带架的故障分析及改进

随着掘进机设备向大功率发展的趋势，其整机重量也在不断增加。行走机构不仅控制着掘进机前进、后退、转弯等，同时也是整机的主要支撑部件，其设计将直接影响掘进机的性能。而行走机构中起主要支撑作用的是履带架。履带架为组焊件，由材料为16Mn的多块板焊接而成。在掘进机使用中发现履带架后部安装行走减速器的法兰严重变形，造成链轮与履带架发生干涉，引起卡死，爬坡无力，且由于左右卡死不均造成整机行走经常跑偏（如图2）。分析变形原因是由于减速器连接法兰过于薄弱，为此将减速器连接法兰加厚，改进后的设计在目前掘进机的使用中没有出现变形严重的问题。

5驱动装置的故障分析及改进

掘进机的行走机构采用液压驱动，就是利用液压马达带动行走减速器来驱动履带链工作。所以行走减速器在掘进机工作过程中起着非常重要的作用，一旦出现故障将直接影响掘进机的使用。由于掘进机工作环境比较恶劣，减速器常出现进水、进泥的情况。分析其主要原因有以下两点。淤减速器输出端浮动密封损坏，导致污水污泥进入其内部，进而损坏轴承。选择可靠性高的浮动密封和耐水耐腐蚀的橡胶圈能避免减速器进水进而损坏。另外在加工时严格控制沟槽的尺寸，光洁度要求1.6以上，在安装时使用工装，保证其需要的间隙。

于减速器内部结构不合理。由于行走所需速度比较低，要求行走减速器有大的传动比，因此设计一般采用行星传动，目前采用三级行星传动的占多数。此类减速器由于空间小，速比高，故行星架采用的如图3结构，在使用过程出现过行星轴脱落的故障。分析其原因是：整机重量较重，减速器负荷大，在工矿环境恶劣的情况下，有可能存在一定的冲击振动，导致焊缝开裂。如果采用如图4所示的一体式结构能减少减速器的损害。

新设计的掘进机行走机构大多采用进口减速器和配套马达，有较好的承载能力和较高的可靠性，大大减少了行走驱动装置故障的发生。

6结语

在分析了掘进机行走机构经常出现的故障后提出了优化设计，改进后的行走机构各部件故障率大大降低，对提高掘进机的整机性能和可靠性具有非常重要的意义。

参考文献：

[1]陈雪飞.EBZ135掘进机行走机构的设计[J].

[2]叶仿拥,向家伟,徐晋勇.掘进机机械故障监测诊断系统设计[J].煤矿机械,2009(07).

[3]杨春海.掘进机履带式行走机构的研究[J].科学之友(B版),2008(03).