煤礦提升機(jī)減速器故障及技術(shù)改進(jìn)的研究

李 斌

（大同煤礦集團(tuán)忻州窯礦大型設(shè)備隊(duì)， 山西 大同 037021）

1 煤礦提升機(jī)減速器工作原理

提升機(jī)主要承擔(dān)的是運(yùn)輸煤、物料等相關(guān)任務(wù)，減速器是提升機(jī)的重要核心部件之一，其結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1所示。

圖1 煤礦提升機(jī)減速器工作原理圖

在具體工作時(shí)，電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器I實(shí)現(xiàn)對(duì)減速器輸入軸I的有效帶動(dòng)，通過(guò)輸出軸IV帶動(dòng)聯(lián)軸器II，最終帶動(dòng)主軸裝置運(yùn)行。

2 煤礦提升機(jī)減速器常見(jiàn)故障類型

煤礦提升機(jī)減速器在實(shí)際工作中，容易出現(xiàn)齒輪損傷故障、軸承故障、潤(rùn)滑油系統(tǒng)故障與箱體故障等。

2.1 齒輪故障

煤礦提升機(jī)減速器齒輪包括直齒圓柱齒輪、人字齒圓柱齒輪與斜齒圓柱齒輪。齒輪容易發(fā)生故障事件，其出現(xiàn)故障的原因也較多。減速器工作過(guò)程中齒輪會(huì)持續(xù)嚙合并承受較大的嚙合應(yīng)力，倘若齒輪的強(qiáng)度達(dá)不到工作標(biāo)準(zhǔn)，那就會(huì)發(fā)生內(nèi)部裂紋擴(kuò)大，最終出現(xiàn)斷齒的狀況。還有齒輪在嚙合時(shí)，由于受力時(shí)間的逐漸增加，就容易發(fā)生形變，形變量會(huì)令嚙合效率降低，從而導(dǎo)致齒輪失效的后果。從齒輪裂紋形式來(lái)分析主要包括以下兩種：使用裂紋與制造裂紋，制造裂紋是因?yàn)樵谥圃鞎r(shí)沒(méi)有做好后期熱處理工作或初始的鍛造工作，以及缺少技術(shù)檢測(cè)而產(chǎn)生的裂紋，在工作時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)衍生與拓展裂紋，造成齒輪失效，使用裂紋是在使用時(shí)出現(xiàn)的裂紋，其在剛出現(xiàn)時(shí)可以通過(guò)彌補(bǔ)或校正來(lái)進(jìn)行正常使用，但如果缺乏正確的解決方法，那齒輪就會(huì)逐漸失效[1-2]。

2.2 軸承故障

減速器工作時(shí)，從設(shè)計(jì)的方面來(lái)分析，軸承承擔(dān)的應(yīng)力不大，不會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)損傷。但現(xiàn)實(shí)中，因?yàn)榘惭b或工作穩(wěn)定狀況等原因，齒輪工作時(shí)會(huì)出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)，帶給軸承一定的應(yīng)力，而應(yīng)力積累就可能會(huì)造成軸承損傷、工作質(zhì)量降低甚至設(shè)備受損的狀況，還可能會(huì)發(fā)生異響或振動(dòng)與熱量累積的情況，假如維修的工作人員有較高的維修經(jīng)驗(yàn)便可以及時(shí)定位設(shè)備的問(wèn)題，但是如果維修的工作人員專業(yè)水平較低或?qū)p速箱體不夠熟悉就無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并進(jìn)行調(diào)整。無(wú)法以肉眼來(lái)評(píng)判軸承損傷情況，但受到損傷的軸承會(huì)出現(xiàn)齒輪工作的無(wú)規(guī)則情況，使得齒輪非正常磨損，齒輪出現(xiàn)不正常情況通常需要首先考慮軸承是否出現(xiàn)了問(wèn)題。

2.3 箱體變形

箱體變形通常是由吊起箱體引起的，由于煤礦的工作環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，需經(jīng)常挪動(dòng)提升減速器的位置，因此在挪動(dòng)吊裝時(shí)有可能出現(xiàn)箱體變形的狀況，如果未能及時(shí)調(diào)整，那么就會(huì)出現(xiàn)固定不牢固的狀況。

2.4 潤(rùn)滑油泄漏

在減速器的實(shí)際工作中，適量的潤(rùn)滑油不僅可以提高減速器的運(yùn)行效率，而且還能夠減少因摩擦而產(chǎn)生的機(jī)械熱量。但如果設(shè)計(jì)不合理，在結(jié)合面工作時(shí)，由于減速箱密封不夠嚴(yán)、不平整誤差或受到變形的影響，那么就會(huì)出現(xiàn)泄漏潤(rùn)滑油的狀況，減速器潤(rùn)滑油發(fā)生泄露的話，就會(huì)大大提高磨損齒輪的速度，在工作中出現(xiàn)異響情況，還會(huì)出現(xiàn)高溫。

3 煤礦提升機(jī)減速器的改進(jìn)措施

3.1 減速器密封的技術(shù)改進(jìn)

良好的密封性能夠確保減速器工作穩(wěn)定，繼而大大降低故障發(fā)生概率，其也是裝配技術(shù)的最終體現(xiàn)。一般提升機(jī)減速器的設(shè)計(jì)包括靜密封和動(dòng)密封兩種。靜密封是通過(guò)準(zhǔn)確加工與安裝，運(yùn)用表面壓緊的技術(shù)來(lái)進(jìn)行處理，使用填充物來(lái)完成填充工作，在滿足密封標(biāo)準(zhǔn)后即靜密封達(dá)標(biāo)。但進(jìn)行動(dòng)密封時(shí)會(huì)多出許多步驟，這是因?yàn)槊旱V的工作環(huán)境惡劣，礦井空氣中分布著煤渣與高溫氣體，容易降低設(shè)備的工作穩(wěn)定性，另外機(jī)器幾乎每時(shí)每刻都在工作，減速器負(fù)擔(dān)大，因此，如何令長(zhǎng)期工作的設(shè)備達(dá)到高密封是提高密封技術(shù)的主要任務(wù)。如今國(guó)內(nèi)普遍使用的密封方法是降低油壓令回油得以順暢，并降低漏油的概率，因?yàn)樘嵘龣C(jī)設(shè)計(jì)各有不同，所以提升密封技術(shù)工作還應(yīng)與實(shí)際工作相結(jié)合才可以解決問(wèn)題。

3.2 箱體的技術(shù)改進(jìn)

箱體技術(shù)也是減速器的主要技術(shù)。在設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)，其包含剛度、強(qiáng)度與使用期限等，而且還會(huì)影響到工作的穩(wěn)定情況。從設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的角度出發(fā)，可以將減速器箱體分成以下方面：焊接型和鑄造型箱體。鑄造型箱體應(yīng)先開(kāi)模，開(kāi)模后的效率比較高，投入的生產(chǎn)成本也比較低，經(jīng)濟(jì)適用，但因?yàn)殍T造的機(jī)械強(qiáng)度偏低、剛性不夠良好，使得其只適用于部分工程狀況比較好的煤礦，所以使用的范圍狹窄。但是因?yàn)楹附酉潴w的強(qiáng)度高、質(zhì)量輕等特點(diǎn)，后期的維修也只需要分區(qū)域進(jìn)行，這大大提升了維修工作效率，其也適合大多數(shù)的煤礦企業(yè)。

3.3 潤(rùn)滑系統(tǒng)的技術(shù)改進(jìn)

減速箱在工作時(shí)出現(xiàn)磨損的概率較高，長(zhǎng)期的磨損不但降低設(shè)備的使用期限，還會(huì)導(dǎo)致區(qū)域的升溫從而產(chǎn)生安全問(wèn)題。從潤(rùn)滑角度分析，使用潤(rùn)滑系統(tǒng)不但能夠降低設(shè)備的磨損度，也可以防止因不重要的摩擦導(dǎo)致工作效率與質(zhì)量下降，也大大提升了煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。在選擇潤(rùn)滑系統(tǒng)時(shí)，需要依據(jù)煤礦運(yùn)營(yíng)的實(shí)際狀況來(lái)選擇合適的系統(tǒng)，這是由于每種空氣狀況下的潤(rùn)滑油性質(zhì)與作用也不同，而使用后效果更是差距甚大。例如在井下深的礦井內(nèi)，可以使用浸油飛濺來(lái)潤(rùn)滑，即使這種方法較為老舊，但也更為可靠，如果工況簡(jiǎn)單也可以選擇其他方法潤(rùn)滑，只有選擇合適的潤(rùn)滑油，才可以最大限度地提高潤(rùn)滑效率。

3.4 齒輪軸承的技術(shù)改進(jìn)

長(zhǎng)久以來(lái)設(shè)計(jì)齒輪和軸承就是國(guó)內(nèi)煤礦提升機(jī)減速器質(zhì)量提高的難點(diǎn)，因?yàn)辇X輪在使用時(shí)會(huì)持續(xù)受到外部應(yīng)力的影響，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)強(qiáng)化其韌性與承受力，還應(yīng)依據(jù)實(shí)際狀況來(lái)選擇適宜的齒輪，不可以為提高工作而降低強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)，如此不但會(huì)出現(xiàn)安全隱患還可能會(huì)提升減速器的故障發(fā)生概率。另外，提升齒輪軸承技術(shù)應(yīng)看重?zé)崽幚沓绦?，尤其是齒輪的熱處理與修型工作十分關(guān)鍵，分析得到最好的熱處理方式，降低齒輪變形的情況，提升齒輪精度，不但降低了因?yàn)榈途劝l(fā)生的磨損與誤差，而且提高了齒輪的耐用性質(zhì)，提升了減速器的使用時(shí)間。

設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承也會(huì)影響機(jī)器的設(shè)計(jì)，此問(wèn)題體現(xiàn)在程序動(dòng)壓上，滑動(dòng)軸承承載要求高，使用區(qū)域也更為廣泛，滾動(dòng)軸承的成本較低、維修效率也較高，此外如今國(guó)內(nèi)在滾動(dòng)軸承方面的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)已較成熟，所以使用滾動(dòng)軸承作為主承載方法也是一個(gè)合適的選擇。此外，為了更好地保證提升機(jī)減速器的正常使用，在具體工作中，還應(yīng)當(dāng)持續(xù)加強(qiáng)對(duì)提升機(jī)減速器的養(yǎng)護(hù)工作，全面增強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作質(zhì)量和效率，這對(duì)于降低減速器故障非常有效[3-4]。

4 結(jié)語(yǔ)

提升機(jī)減速器的設(shè)計(jì)與技術(shù)應(yīng)用是保證煤礦生產(chǎn)效率和工作安全的重心，為了降低設(shè)備的故障率，確保工作的絕對(duì)安全穩(wěn)定，不僅應(yīng)增強(qiáng)日常的維護(hù)與監(jiān)督工作，而且還需要在技術(shù)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面從根源上找出問(wèn)題、解決問(wèn)題，針對(duì)煤礦提升機(jī)減速器中的問(wèn)題與故障，改良密封性、箱體與潤(rùn)滑等方面的技術(shù)，減小齒輪的磨損程度，并延長(zhǎng)設(shè)備的使用時(shí)間，研究齒輪的軸承技術(shù)，在確保安全的基礎(chǔ)上提高工作質(zhì)量與效率，降低投入成本，為煤礦企業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展奠定優(yōu)良的基礎(chǔ)。