２０１８年第２期 煤矿机 电
马强．自移列车行走机构的设计分析［Ｊ］．煤矿机电，２０１８（２）：１ １—１３．ｄｏｉ：１０．１６５４５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｍｅｔ．２０１８．０２．００４
自移列车行走机构的设计分析木
马强 （中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西太原０３０００６）
摘 要： 为适应矿井下长距离、大阻力的运输需要，设计了一种自动辅轨的行走机构，既可降低设 备在移动过程中的行走阻力，实现快速自移，又能节省辅助工作时间和降低劳动强度，达到减人增 效的目的。该设备已在神东多个矿井使用，取得了良好的效果。通过Ａｎｓｙｓ软件对关键部件提升 臂进行了仿真受力分析，结果显示其可靠性较高。 关键词： 行走机构；提升臂；自移列车；Ａｎｓｙｓ软件 中图分类号：ＴＤ５２４ ．２ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００１—０８７４（２０１８）０２—００１１—０３
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｓｅｌｆ·Ｍｏｖｉｎｇ Ｔｒａｉｎ Ｗａｌｋｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ
ＭＡ Ｑｉａｎｇ （ＣＣＴＥＧ Ｔａｉｙｕａｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｎｅｅｄ ｏｆ ｌｏｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｌａｒｇｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｍｉｎｅ，ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｒａｉｌ ｗａｌｋｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｍｏｖｉｎｇ，ｒｅａｌｉｚｅ ｆａｓｔ ｓｅｌｆ－ｍｏｖｉｎｇ，ａｎｄ ｓａｖｅ ｗｏｒｋ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｌａｂｏｒ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ＳＯ ａｓ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｔｈｅ ｄｅｖｉｃｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｕｓｅｄ ｉｎ ａ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｍｉｎｅｓ ｉｎ Ｓｈｅｎｄｏｎｇ，ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｇｏｏｄ ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｆｔｉｎｇ ａｒｌＴｌ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｂｙ ｓｏｆｔｗａｒｅ Ａｎｓｙｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｆｔｉｎｇ ａｒｍ ｗａｓ ｑｕａｌｉｆｉｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｗａｌｋｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｌｉｆｔｉｎｇ ａｒｍ；ｓｅｌｆ－ｍｏｖｉｎｇ ｔｒａｉｎ；ｓｏｆｔｗａｒｅ Ａｎｓｙｓ
１１８ 童堪晨斜技 ２０１４年第７期 关于悬臂式掘进机行走机构的功能及设计探究 冯志勤 （沁和能源集团有限公司端氏煤矿，山西晋城０４８０００） 摘要悬臂式掘进机是煤矿井下作业的主要设备之一，集切割、装载、运输、行走于一身，可节省岩石支护及衬砌费用，且机 器小巧，施工时间短，再利用性较高，在煤矿开采工作中具有广阔的应用前景。本文重点探讨其行走结构的功能及其设计。 关键词 悬臂式掘进机行走机构功能设计 中图分类号ＴＤ６３ ２ 文献标识码 Ｂ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—２８０１．２０１４．０７．５４ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｂｏｏｍ—ｔｙｐｅ ｒｏａｄｈｅａｄｅｒ ｗａｌｋｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｂｏｏｍ—ｔｙｐｅ ｒｏａｄｈｅａｄｅｒ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｃｕｔｔｉｎｇ，ｌｏａｄｉｎｇ，ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｗａｌｋｉｎｇ ｉｎｔｏ ｏｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔ，ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｏｒ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ，ｃａｎ ｓａｖｅ ｔｈｅ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ａｎｄ ｌｉｎｉｎｇ ｃｏｓｔ，ｈａｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｏｆ ｓｍａｌｌ ｏｕｔｌｉｎｅ，ｓｈｏｒｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ，ｈｉｇｈ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ，ａｎｄ ｈａｓ ｂｒｏａｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｉｎ印ｐｌｉｅａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏａｌ ｍｉｎｉｎｇ ｗｏｒｋ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｆｏｃｕｓｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｗａｌｋｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｏａｄｈｅａｄｅｒ ｗａｌｋｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ 目前的技术下悬臂式掘进机的分类有很多种， 一般按照重量分为：特轻型、轻型、中型以及重型四 种。按照不同的工作机构切割煤岩所需要的方法分 为纵轴式和横轴式两种形式。而掘进机中的行走机 构是重要的组成部分，行走机构主要包括履带架、驱 动装置、履带、支重轮、张紧轮、张紧装置等。设计掘 进机行走机构，首先要了解其主要的组成以及功能， 其次要针对各个不同的部件对其设计进行系统的 研究。 １ 悬臂式掘进机行走机构构成与功能 （１）构成。悬臂式掘进机行走机构的动力源是 根据驱动的实际形式来划分的，主要包含电机驱动 和液压马达驱动两种形式，悬臂式掘进机行走机构 履带板是根据结构形式区分的，主要包括整体式悬 臂履带板以及滚子式悬臂履带板，其中的滚子式悬 臂履带板目前不再采用，原因是：这一履带板结构相 对比较复杂、损坏的几率高，同时在维修过程中存在 技术和规格上的双重影响。铸造的或者是锻造的整 体式悬臂履带板在目前的煤矿机械中容易被采用。 悬臂式掘进行走机构中的履带链支承的主要方式为 支重轮式和摩擦板式这两种。相对来说支重轮式的 行走结构比较复杂，并且其支重轮损坏的几率非常 高，但是在煤矿井下工作的时候传动的效率比较高， 同时能够在不同的环境下使用；摩擦板式行走结构 虽然相对简单，也不易被损坏，但是其传动效率低。 因此在不同的煤矿环境下采用不同的履带链支承。 悬臂式掘进机行走机构中的履带张紧装置包括两种 形式：①机械式张紧装置；②液压张紧装置。在煤矿 机械行走机构中履带是负重最大的而且起着特别重 要的作用，因此行走机构中的张紧装置所承受的压 力很大，对它的设计要求也是最高的。只有张紧装 置安全可靠，才能保证行走机构的正常使用。图１为 履带架受力简图和弯矩图。 图１履带架受力简图和弯矩图 收稿日期２０１４—０５—０７ 作者简介冯志勤（１９６９一），男，山西省沁水县人，２０１０年毕业于 （２）功能。行走机构是悬臂式掘进机主要的构 妻 量 釜 成部分，在作业的过程中主要依靠其实现工作的展 有限公司端氏煤矿注册安全工程师、助理工程师．研究方向：煤矿 … “。。 ’’ 、 机电。
I 摘 要
掘进机是一种较先进的井下掘进设备。行走机构由履带、支重轮、托链轮、引导轮、驱动轮、张紧装置、行星齿轮减速器、液压马达和履带架等部分组成。
按照掘进机行走部及行走减速器的工作原理进行初步设计。在此基础上通过对此题目的分析以及对一些相关书籍和文献的查阅，进一步研究掘进机行走部的设计及行走减速器的设计原理。设计重点应在于行走部的履带行走机构设计及行走减速器的行星传动设计。首先阐述行走部的履带行走机构的一般结构，简易的叙述总体方案设计，其次对减速器进行细致的设计，包括行星减速器的选择、计算、校核。
通过研究掘进机行走部及行走减速器的基本原理，获得了大量有关设计掘进机行走部及行走减速器的要领。
关键词：掘进机；行走机构；减速器
II Abstract
Boring machine is a more advanced underground boring equipment. Travel
agencies from the track, supporting wheels, asked sprocket, guide wheel, driving
wheel, tensioning device, planetary gear reducer, hydraulic motors and track
aircraft components.
In accordance with the driving and walking to walking part reducer
preliminary design works. Based on this analysis and through this topic a number
of books and documents on access, further driving to walking part of the design
94 /矿业装备 MINING EQUIPMENTEBZ220型悬臂式掘进机行走机构
故障原因及解决措施
1 EBZ220型悬臂式掘进机及行走
机构概述
1.1 EBZ220型悬臂式掘进机介绍
在多种型号的煤矿掘进机中，EBZ220型悬臂
式掘进机以其显著的优势得到了广泛应用。该型
号掘进机显著的优势在于工艺和性能优越、机器
重心低使其具备良好的稳定性，能进行连续切割、
装载以及运输等。掘进机截割部分使用的是先进
的轴承和切齿技术，破岩性能卓越，具备有泄露
自动检测功能，可以对设备的泄漏问题进行自我
检测。行星轮通过电动机驱动，可有效维护底部
的清洁。将驱动部分和减速部分进行集成，确保
了动力输出的强大和稳定。
技术参数方面，EBZ220型掘进机规格尺寸为
10.4×3/3.2/3.6×1.72 m，驱动电机功率为230 kW，能
截割的最大截面面积和强度分别为25 m2和85 MPa，
可对硬度不超过8.5的岩石进行截割，稳定工作坡
度可以达到+18°。装载能力和运输能力分别为
258 m3/h和360 m3
/h。
1.2 掘进机行走机构工作原理
通常情况下悬臂式掘进机行走机构主要使用
履带式结构，液压马达在液压泵的作用下实现高
速旋转，输出的动力经过减速器后形成低速大扭
矩，进而驱动行走机构移动。减速器输出的动力
驱使驱动轮转动，进而带动链轮进行旋转。由于
链轮和履带处于咬合状态，链轮的转动可以驱动掘进机中行走机构是非常重要的构成部分，通过行走机构可以实现掘进机的移动。
行走机构如果出现故障，就会导致掘进机无法正常移动，必然会对掘进机正常工作造成
不良影响。本文以EBZ220型悬臂式掘进机行走机构为例进行研究和分析，结合实践经验
提出解决措施，提升行走机构运行可靠性。□ 徐江江 晋城市无烟煤矿业有限公司 山西晋城 048000
履带行走。行走机构中导向轮最重要的作用就是
对掘进机进行导向，导向轮在张紧油缸的配合作
用下，能对履带的松紧状况进行调节。在设计行
