悬臂式掘进机履带行走失效分析

0 引言

悬臂式掘进机属于部分断面掘进机，是煤矿巷道掘进的主要设备，主要用于煤、半煤岩或岩石巷道的掘进，通过截割臂的上下左右回转，可以完成矩形、拱形和梯形等形状的巷道。悬臂式掘进机主要由截割部、本体部、装运部、行走部、后支承部、电器部、液压系统、水系统等几部分组成（图1），其中行走部承载掘进机的整机重量，为机器的行走调动及截割工进提供牵引力，其性能的好坏直接影响巷道掘进的效率，故其可靠性至关重要。

图1：悬臂式掘进机的组成

1 悬臂式掘进机行走装置的构成

悬臂式掘进机行走装置采用履带式（图2），位于整机的下部，在机器中左右对称布置，主要由履带架、履带链、行走减速机、液压马达、驱动轮、支重轮、张紧轮组、张紧油缸等部件组成。通过液压系统向行走马达供油带动行走减速机旋转，使固定在减速器上的驱动轮带动履带链，使机器向前运动。

图2：履带行走机构的组成

2 行走装置故障分类

2.1机械故障：

①行走减速箱内部损坏；

②驱动轮损坏；

③履带板断裂；

④履带销剪断；

⑤履带链过松或过紧；

⑥履带架变形；

⑦张紧轮或支重轮组卡死。

2.2液压系统故障：

①履带不行走或行走不良;

②左、右行走部行走速度不同;

③液压系统压力不稳。

3 故障原因及排除方法

3.1机械故障

掘进机行走部出现机械故障,一般比较直观,容易判断和排除。

3.1.1行走减速箱内部损坏

此类故障多表现为一边行走正常,另一边出现不动作或者动作异常，运行不平稳，或者减速箱运行中有杂音，温度异常升高。

解决方案：拆开减速箱端盖，更换损坏的齿轮或轴承以及密封，将齿轮油补充至要求位置。

3.1.2驱动轮损坏

现象：驱动轮断齿或者齿面磨损严重，齿形弯曲等。

原因：强度不足、材质有缺陷、材料选择不合理或者热处理未达到设计要求。

解决方案：更换驱动轮，选择高强登机材料，提高热处理工艺。

3.1.3履带板断裂

原因：履带板制造缺陷或者强度不足，热处理不过关，晶粒粗大等，或者使用磨损严重所致。

解决方案：更换新履带板，控制加工制造工艺，改善热处理方法，防止缺陷产生，增加履带板壁厚，以加强强度。

3.1.4履带销剪断

原因：制造缺陷或强度不足，热处理不达标，使用磨损严重等。

解决方案：增加销轴直径，改善热处理工艺或者更换材料，提高强度；更换新履带销轴。

3.1.5履带链过松或过紧

现象：履带链连松弛。

原因：履带张紧油缸未顶出，或由于磨损使履带节距变长。

解决方案：张紧油缸张紧，用卡板定位或取下一块履带板重新再连上履带连，使履带链中部悬垂长度控制在50-70mm；

现象：履带链过紧。

原因：张紧油缸过紧或缺一块履带板。

解决方案：将定位卡板拆下，让张紧轮缩回或者增加一块履带板，再调整油缸张进度，使履带连悬垂度位于合适位置。

3.1.6履带架变形

原因：焊接热应力过大，履带架选材不合理，掘进机频繁过载使用等原因，都会造成履带架的变形，以致驱动轮和张紧轮不在同一直线，导致驱动阻力过大，引起行走部的失效。

解决方案：正确使用掘进机，在截割工进完成后，将铲板和后支承落地，使机器稳定后，再进行截割作业，减少行走部过载工作时间，以提高寿命；若是强度问题，则要选择更厚的钢板或者换更高强度等级的板材焊接，焊接后整体消除焊接应力，然后再进行机加工，可预防履带架的变形问题。

3.1.7张紧轮或支重轮组卡死

原因：平时维护保养不力，张紧轮或支重轮组长期缺油或者浮动密封磨损漏油，导致轮轴与轴承粘连卡死，使履带链由滚动摩擦变成滑动摩擦，摩擦阻力增大，造成行走困难。

解决方案：定期给张紧轮和支重轮组注油，检查浮动密封是否漏油，已卡死的张紧轮或支重轮组需要修复或者更换新件。

3.2液压系统故障：

3.2.1履带不行走或行走不良

3.2.1.1制动器没有释放或者释放不良

现象：如果掘进机行走时，其行走制动器不能完全打开，将会加大行走阻力，导致行走困难或不行走。

原因：一是控制制动器的释放阀损坏；二是制动器内部结构损坏。

解决方案：一是更换制动器释放阀；二是更换制动器。

3.2.1.2涨紧油缸控制阀片泄露过大或损坏

原因：涨紧油缸控制阀的作用是控制涨紧油缸的张紧，长时间使用后，阀芯老化，或者油液乳化等原因，使阀组内泄漏增大，或者损坏，造成履带链松弛，不能张紧，由此产生卡链现象，使机器发生故障。

解决方案：修复控制阀或更换阀片。

3.2.1.3张紧油缸密封损坏或管路破损

张紧油缸为单作用液压缸，由于密封或管路老化漏液，液压缸在外力的作用下，被迫回缩，导致履带链松驰。

解决方案：更换张紧液压缸密封件或更换油管。

3.2.2左、右行走部行走速度不同

现象：打开行走阀片，机器两侧履带速度不同，出现跑偏现象。

原因：产生跑偏的原因有以下三种：一是行走控制阀限位螺钉位置不同，造成行走控制阀的开口度大小不一；二是两片行走控制阀磨损程度不同，造成泄漏量不一样，导致跑偏；三是行走马达内泄量不同，导致跑偏。

解决方案：无论哪种原因引起的跑偏，都可以通过调整限位螺钉、控制阀的开口度，来调整流量，使两侧的行走马达有效流量相同，来达到调节的目的。对于磨损严重，内泄量大的部件，则需要修复或者更换新件来解决跑偏问题。

3.2.3液压系统压力不稳

液压系统的压力不稳定，也会引起行走故障，产生的原因有一下四种：

①油箱的油量不足；

②吸油过滤器堵塞；

③液压泵吸油侧密封不好，进入空气；

④液压泵内部损坏；

解决方案：

①把油箱的油量加足；

②打开油箱，清洗过滤器；

③对液压泵吸油侧进行密封紧固，杜绝进气；

④更换损坏的液压泵。

4 结语

通过对悬臂式掘进机在使用过程中出现的问题进总结，便于使用单位在应用中快速找到故障原因并修复，减少维修时间，提高效率。

来源：攻城狮栋哥