[提高EBZ160掘进机截割部使用寿命的研究] 掘进机截割头

　　摘 要：掘进机在矿井下作业过程中，由于其工况恶劣，经常造成截割部重要部件及密封件的损坏。截割部是掘进机掘进的直接工作部件，出现故障后将影响整个掘进机的掘进效率，所以提高截割部的寿命是提高整机性能的关键。
　　关键词：掘进机；截割部；密封装置；寿命
　　中图分类号：TF3 文献标识码：A
　　1 概述
　　随着回采工作面机械化水平的提高，回采速度大大加快，巷道掘进机和回采工作的准备工作也必须相应加快，为了加快巷道掘进速度采用掘进机法施工是一个有效措施。
　　EBZ160掘进机主要是为煤矿综采工作面采准巷道掘进服务的机械设备。主要适用于半煤岩巷掘进工作，也适用于条件类似的其它矿床及工程巷道的掘进开拓。由截割部、铲板部、第一运输部、本体部、行走部、后支撑部、电气系统、液压系统、水系统、润滑系统等10部分组成。截割头采用圆锥台式有利于掘进机的摆动截割，采用布置合理的镐型截齿，破岩、过断层能力强。设有内外喷雾灭尘、液压系统冷却的内外水系统，并有过滤装置及保护功能。该机经济切割强度≤80MPa，可掘巷道最大宽度5.5M，最大高度4.8M，可掘任意断面形状的巷道，适应巷道坡度±18°，后配套转载运输设备，可采用桥式胶带转载机和可伸缩带式输送机实现连续运输，有利于机械效能的发挥。
　　截割部是掘进机掘进的直接工作部件，在矿井下作业过程中，由于其工况恶劣，经常造成截割部重要部件及密封件的损坏。出现故障后将直接影响整个掘进机的掘进效率，所以提高截割部的寿命是提高整机性能的关键。
　　2 问题的分析
　　目前，各制造厂家掘进机均出现截割部重要部件经常损坏的情况，都在研究截割部各零部件的结构和性能，从而找到提高其整体的使用寿命途径，达到最佳的使用效果。截割部由截割头、伸缩部、减速器、截割电机组成,（如图1）。伸缩部结构复杂，由多种零部件组装成一体。损坏的部件主要集中在伸缩部中的零部件，经调研分析主要原因是矿井下工况恶劣，造成伸缩部中的密封件、轴承等过早损坏，密封件一旦出现问题，煤岩、粉尘等很快进入内部而磨损其内部零件。因此改善密封件的工作环境，延长其使用寿命是提高整个截割部寿命的关键所在。
　　3 问题的解决方法
　　针对以上分析的原因，采取增加外部密封的形式来提高密封件的使用寿命，进而使伸缩部的重要部件的工作环境得到改善，以提高截割部的使用寿命。由于原截割头与伸缩部的外保护筒之间存在较大间隙，在工作过程中，煤岩、粉尘等很容易进入其中，密封件在这种工况下会在较短的时间内损坏。一旦浮动密封损坏，起不到密封作用后，外界杂质随之进入之中，直接造成传动部件及旋转格来圈的磨损，旋转格来圈损坏后造成油水混合，传动部件得不到很好的润滑、散热，很快将损坏，从而影响截割部的使用寿命。在截割头与伸缩部的外保护筒间隙处增加密封装置（如图2），密封装置通过螺栓固定于截割头上，通过密封件使其两者形成封闭空间，保证内部密封件的良好工作环境，内部部件得到更好的保护。试制过程中又对不足之处，进行了改进。在工业性试验中，目前效果较好，基本上达到了预期效果，明显提高了截割部的使用寿命。
　　除增加外部密封外，对浮动密封座腔也进行了改进，由于浮动密封对安装座腔要求比较严格，经过与浮动密封厂家沟通与实际应用相结合的方法，找到一个较为理想的座腔尺寸，应用后效果较好，进一步提高了浮动密封的使用寿命。浮动密封的安装应注意如下几点：
　　（1）确保O型圈未发生扭曲，否则，会造成O型圈卷缩导致其早期失效。
　　（2）安装前必须将密封座腔内的油脂，密封圈金属环和O型圈上的油脂全部擦拭干净。
　　（3）调整轴向间隙。EBZ160掘进机截割部为可伸缩式，伸缩过程中必然伴随着空气的进排气，原有的进排气装置不具有空气过滤作用，外部杂质在此过程中很容易进入伸缩部内部，随着内部杂质增多，会造成内部传动部件有一定的磨损。空气滤清器的引入，避免了进排气时杂质的进入。对截割部的使用寿命也起到一定的效果。
　　EBZ160掘进机内喷装置是高压水通过外保护筒、浮动密封架、隔套进入截割轴，在由截割轴进入截割头向外喷出，达到灭尘、降低火花的作用。对水的密封的好坏将直接影响整个截割部的使用寿命。水密封采用四道旋转格来圈与两道O型圈密封的方式。旋转格来圈沟槽尺寸及表面光洁度对其使用寿命影响较大，经过跟供货厂家技术人员共同研究，找到一个最佳的配合尺寸，保证了旋转格来圈的寿命与良好的密封效果，能较好的避免油水混合现象的出现。浮动密封座与隔套设计成一体（如图3），减少了中间环节，降低了故障率。原有结构是截割头旋转带动浮动密封座转动，浮动密封座通过销轴带到隔套转动与轴相对静止。
　　结语
　　经过上述一系列的改进后，产品进行工业性试验过程中，目前效果较好，基本达到了设计要求，可提高截割部使用寿命达30%以上。由此可推广到其他机型的掘进机。整机性能的提升也将提高公司掘进机产品的市场竞争力。
　　参考文献
　　[1]朱真才，韩振铎.采掘机械与液压传动[M].徐州：中国矿业大学出版社，2005.
　　[2]成大先.机械设计手册[K].北京：化学工业出版社，2009.
　　[3]黄日恒.悬臂式掘进机[M].徐州：中国矿业大学出版社，1996.

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