刮板輸送機(jī)鏈輪密封結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)改進(jìn)

肖紅湘

摘 要：針對井下刮板輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中鏈輪密封失效導(dǎo)致漏油問題，設(shè)計(jì)出一種可靠的密封結(jié)構(gòu)，從而解決了鏈輪密封漏油問題，經(jīng)過井下使用證明密封結(jié)構(gòu)安全可靠。

關(guān)鍵詞：刮板輸送機(jī)；鏈輪；密封；優(yōu)化設(shè)計(jì)

0 引言

刮板輸送機(jī)是煤礦井下綜采工作面的運(yùn)輸設(shè)備，其是否能夠安全可靠的運(yùn)行將直接影響整個綜采工作面的安全生產(chǎn)和開采效率。井下綜采工作面環(huán)境復(fù)雜、條件惡劣，煤塵等雜質(zhì)容易進(jìn)入鏈輪密封帶內(nèi)，造成密封結(jié)構(gòu)失效。通過優(yōu)化鏈輪密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而有效預(yù)防了煤塵等雜質(zhì)進(jìn)入鏈輪密封帶內(nèi)，經(jīng)過井下使用證明，新設(shè)計(jì)的密封結(jié)構(gòu)安全可靠。

1 鏈輪漏油原因分析

1.1 鏈輪結(jié)構(gòu)

鏈輪組件安裝在刮板輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾架上，主要由端蓋（序號8、序號23）、軸承座（序號12）、鏈輪體（序號18）、軸（序號17）、浮封環(huán)組件（序號14）、滾動軸承（序號11）等結(jié)構(gòu)組成。動力由減速器輸入，經(jīng)鏈輪軸傳遞到鏈輪，從而使鏈輪帶動刮板運(yùn)行。

1.2 鏈輪漏油原因分析

如圖2所示，漏油點(diǎn)位于鏈輪體與軸承座連接的間隙處，間隙內(nèi)部為浮動密封環(huán)組。由于鏈輪體隨著主軸做定軸的轉(zhuǎn)動，軸承座通過固定銷、壓塊與機(jī)頭架固定，所以鏈輪體與軸承座之間做同軸相對轉(zhuǎn)動，連接處僅靠浮動密封環(huán)組密封油路。

原因分析一：

井下生產(chǎn)條件惡劣，煤塵或其他顆粒物極易經(jīng)過縫隙進(jìn)入浮動油封組件的相互研磨處破壞研磨面，導(dǎo)致浮動密封組間隙過大而漏油。

原因分析二：

井下生產(chǎn)條件惡劣，煤塵或其他顆粒物極易經(jīng)過縫隙進(jìn)入浮動油封組件在“O”型圈處堆積造成“O”型圈變形或引起“O”型圈相對位置變化，導(dǎo)致“O”型圈最終失效而漏油。

原因分析三：

浮動密封環(huán)組壓裝不嚴(yán)，或者發(fā)生軸向竄動導(dǎo)致浮動密封環(huán)組處配合不嚴(yán)，而發(fā)生漏油。

原因分析四：

頻繁拆裝使軸與軸承配合處的間隙增大，作為密封環(huán)組基底的間隔套容易發(fā)生晃動導(dǎo)致浮動密封環(huán)腔室變形而引發(fā)漏油。

原因分析五：

其他可能導(dǎo)致鏈組發(fā)生漏油的情況。

通過拆卸待檢修的 SGZ800-800鏈輪，對上述可能性分析進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)：

（1）浮動密封環(huán)組的研磨面和“O”型圈均有大量疑似煤塵的細(xì)小顆粒。

（2）浮動密封環(huán)組的研磨面確因破壞而失效。部分“O”型圈被損壞。

（3）鏈組軸承座上的定位銷無破損。由于鏈輪軸與減速器通過聯(lián)軸器連接，井下使用條件相對平穩(wěn)，暫不考慮由于裝配失誤和軸向竄動引起的浮動密封環(huán)組配合不嚴(yán)問題。

（4）軸與軸承處確容易出現(xiàn)配合間隙，但拆下的間隔套位置相對穩(wěn)固，無明顯松動。

由以上分析推斷，順著縫隙通道進(jìn)入鏈輪中的煤塵在研磨面處研磨導(dǎo)致浮動密封組研磨面失效是齒輪油滲漏的主要原因。

2 鏈輪密封結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)

2.1 新密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求

（1）為預(yù)防“O”型圈變形或“O”型圈相對位置變化而導(dǎo)致的浮動密封環(huán)漏油，將漏油點(diǎn)處的浮動密封環(huán)由“O”型圈更改為DF型的矩形橡膠圈，矩形橡膠圈棱角分明，相對穩(wěn)定，有效壓縮面的行程加大能夠大大降低浮動密封環(huán)漏油發(fā)生的幾率。

（2）為降低軸向發(fā)生竄動的幾率，將盲軸端蓋上與軸固定的螺栓換成自行鍛造的高強(qiáng)螺栓。

（3）為防止煤塵進(jìn)入增加防塵密封組件。

2.2 設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)

改造設(shè)計(jì)新的結(jié)構(gòu)形式，必須保證原鏈組外形結(jié)構(gòu)尺寸不變的情況下，同時(shí)更改軸承座與鏈輪相接處浮動油封，由錐形浮動油封更改為DF型的矩形浮動油封，和增加防塵組件，導(dǎo)致可設(shè)計(jì)利用的鏈組結(jié)構(gòu)空間十分的狹小。在DF型矩形浮動油封選型時(shí)，還要考慮冷卻油的流通問題。

初步選型后設(shè)計(jì)的浮動油封空腔結(jié)構(gòu)和防塵結(jié)構(gòu)

如圖3所示，2、5為儲塵槽，1為防塵圈（組合防塵圈CZF），3、4為O型圈起密封防塵作用。

更改的浮動油封和增加的組合防塵，需要更改軸承座、鏈輪、間隔套的設(shè)計(jì)，其中軸承座、間隔套重新加工，同時(shí)增加密封套。并通過嚴(yán)格的工藝規(guī)程來保證設(shè)計(jì)圖紙的形位公差、表面粗糙度和部分軸向尺寸公差等精度要求。

其中矩形浮動油封空腔結(jié)構(gòu)有嚴(yán)格的尺寸要求，導(dǎo)致其它部件的形位公差和軸向公差有較高的要求

浮動油封空腔設(shè)計(jì)時(shí)L1的公差要求為±0.5。為了保證此公差，軸承座、鏈輪、間隔套和新增的密封套的軸向公差需經(jīng)過多次比較計(jì)算，以便最后的累積誤差在公差范圍內(nèi)。

3 結(jié)語

新結(jié)構(gòu)與原有結(jié)構(gòu)不同處主要是增加了防塵部件以及改用了矩形浮動油封。主要特點(diǎn)是整體密封性大幅提高，浮動油封研合面受損可能性降低，漏油量大幅減少，部件可加工性標(biāo)準(zhǔn)性提高，可維修性提高。

相比老式結(jié)構(gòu)易漏油，新式結(jié)構(gòu)漏油的可能性大幅度降低，經(jīng)井下使用證明，鏈輪整體密封性能安全可靠，減少了鏈輪更換次數(shù)，提高了刮板輸送機(jī)運(yùn)行效率。

（作者單位：鐵法煤業(yè)集團(tuán)物資供應(yīng)分公司）