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国产硬岩掘进机与德国DBT30 0 掘进机比较

作者:王 冶 日期:2014-05-08 10:00 来源:未知
(三一重型装备有限公司 110027)
[摘 要]近年来在我国强制煤矿安全生产的背景下,国产煤矿机械迅速发展,尤其是掘进机发展速度最快,本文选择了具有代表掘进机发展方向的硬岩掘
进机作为主体,将国产硬岩掘进机和德国DBT300掘进机在伸缩部、油箱结构、油缸、收料结构、关节轴承的使用这五个方面做了比较,国产硬岩掘进机实用性更强,
但设计细节不如德国DBT300掘进机,国内研发工程师还要取长补短,设计出国际领先的掘进设备。
[关键词]硬岩掘进机、比较、伸缩部、油箱结构、油缸、收料结构、关节轴承的使用
中图分类号:TD421.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)17-0288-01
我国煤矿机械这几年迅猛发展,开发出很多拥有自主知识产权的设备,由
于国家要求煤矿安全生产,减少炮采,所以煤矿对掘进机的需求猛增,掘进机也
由之前的小功率单一型号转变为大功率多型谱,尤其是硬岩掘进机,解决了硬
岩掘进的难题,代表了掘进机未来发展方向,所以我选择了硬岩掘进机做主体,
将国产硬岩掘进机与德国DBT300掘进机进行比较。
德国DBT有限公司是全球成套井下采矿设备供货商,在长壁开采设备制造
领域居于世界领先地位,该公司以成为世界井下采矿设备第一供应商为目标,
不断研发世界领先的采矿设备,DBT300大功率掘进机是该公司研发的硬岩掘
进机,在上世纪具有领先地位,下面将我国硬岩掘进机与德国DBT300掘进机在
伸缩部、油箱结构、油缸、收料结构、关节轴承的使用的五个方面相比较,并进行
以下分析:
一、伸缩部
德国DBT300掘进机采用整体滑台式。该结构是将截割部与回转台统一为
一个整体在滑道上进行伸缩,为此液压系统增加了滑台夹紧装置,该装置在截
割头升降和回转时对滑台进行夹紧,保持截割部与整机的稳定。在滑台伸缩动
作时,该夹紧装置卸压,但最低也要保持35公斤压力,以稳定截割部伸缩运动。
该结构简单易加工,在设备初期效果很好,但平台接触面在长时间使用的情况
下容易研住,容易磨损,需要定期更换,更换时整个截割部过于庞大,不利于维
修,所以后期维护难度非常大。
我国硬岩掘进机采用截割部单独伸缩结构,液压方面只需要一个截割头伸
缩油缸,控制上相对简单、方便。该结构加工要求高,但维修时能够实现快速更
换,减少劳动强度,节约劳动时间。
二、油箱结构
德国DBT300掘进机的油箱结构采用多室自封式设计,它由回油冷却室、过
滤室、储油室三部分组成。油液先经油箱内置冷却器进到回油冷却室,当该室油
液充满后,油液从回油冷却室上方进入过滤室,该过滤室由四个内置过滤器组
成,油液经过过滤后向下进入储油室。这种设计最大程度地将吸、回油隔开,使液
流循环,并将其中的气泡、杂质分离沉淀,这样对降低整个液压系统的故障率有
很大作用。这种结构虽然复杂但在现在的加工手段下没有难度,只是成本略高。
我国硬岩掘进机采用自封式普通油箱,结构简单、体积小,加工容易、成本
低,但纳污能力、气液分离能力和杂质分离能力相对较弱,仅仅满足了生产的最
低要求。
三、油缸
德国DBT300掘进机截割头升降油缸缸径为200mm、压力为18Mpa,截割
头回转油缸缸径为140mm、压力为18Mpa。我国硬岩掘进机截割头升降油缸缸
径、截割头回转油缸缸径为220mm、压力分别为25Mpa、23Mpa。由此可见,我国
硬岩掘进机存在着大缸径、高压力的问题。在实际设计中,工程师不希望系统压
力过高,因为压力高意味着液压冲击增大、元件寿命降低,为了解决压力高的问
题,通常采取增大缸径、减小压力的方法,而我国硬岩掘进机的油缸缸径大但压
力并没有减小,这就存在着隐患!减轻截割部重量、优化油缸铰点位置应该能有
效解决这个问题。
四、收料结构
德国DBT300掘进机用耙爪结构进行掘进机前端收料。该耙爪结构由电磁
换向阀、耙爪油缸、回转装置、耙爪组成。它靠电磁换向阀控制耙爪油缸往复运
动,同时耙爪油缸带动回转装置和耙爪来回摆动实现收料。这种结构简单可靠,
而且成本低,它模仿了生物搂东西的动作,收料效果很好,由于是用油缸作为动
力源,所以不存在液压马达启动力矩低和堵转的问题。
我国硬岩掘进机是采用星轮结构,靠低速大扭矩马达带动星轮转动来收
料,这种方式液压控制相对简单,收料效率高,是进年来我国流行的收料方式,
由于采用低速大扭矩马达做动力源,成本相对较高,而且在长时间使用后随着
马达效率的降低,容易产生无法启动和堵转的故障。
五、关节轴承的使用
德国DBT300掘进机截割头升降油缸、截割头回转油缸、耙爪油缸、推移油
缸,这些需要经常动作的油缸都采用关节轴承的联结方式。我国硬岩掘进机则全
部采用衬套。关节轴承虽然承力和使用寿命不如衬套,但由于它可以轴向摆动一
定角度,因此在装配时可以弥补装配误差,在运动中延长油缸、联结轴和耳环的
寿命,但国产关节轴承普遍存在着强度低、寿命短、成本高的问题,所以国产硬岩
掘进机为例减少故障发生,用衬套作为旋转部件的连接,以满足生产的要求。
综上所述,我国硬岩掘进机德国DBT300掘进机互有优缺点,国产硬岩掘进
机实用性更强,但在总体上我国硬岩掘进机还是略显不足,这与两国工业发展
的底蕴有很大关系,德国工程师设计严谨细致,由于其国内基础工业发达,像轴
承、销轴、减速器等关键部件可以做到很高的强度,而我国基础工业相对落后,
一味照搬照抄国外设备,根本达不到设备的要求,所以我国工程师还需加大研
发力度,结合我国现有国情,开发出具有中国特色的采矿设备。

 


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