EBZ160 型掘進機截割減速機打齒研究

柴仰軍

（霍州煤電集團洪洞億隆煤業(yè)有限公司， 山西 臨汾 041600）

引言

在掘進機傳動系統(tǒng)中，EBZ160 掘進機是重要的組成部分，它在工作過程中比較容易受到強大的沖擊損耗。在監(jiān)測掘進機返修的時候，發(fā)現(xiàn)EBZ160 掘進機在使用時出現(xiàn)了打齒現(xiàn)象，造成了軸承和內(nèi)齒圈的損壞。根據(jù)煤礦客戶反饋的信息以及EBZ160掘進機在井下現(xiàn)場的具體作業(yè)情況，對上述的打齒現(xiàn)象進行了深入的研究，進而提出關于齒輪材質(zhì)的選擇、輸入軸、太陽輪有效的技術改進方案建議。

1 EBZ160 掘進機的組成結(jié)構(gòu)及工作原理

截割減速機的構(gòu)成組件主要包括輸出入軸、太陽輪、內(nèi)齒圈、行星架、行星輪等，圖1 所示為其結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 截割減速機內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

截割電機的工作原理是，通過輸出端花鍵套來帶動減速機輸入軸的轉(zhuǎn)動，然后由輸入軸再通過兩級的NGW 型行星進行傳動作業(yè)。

2 造成減速機打齒的主要原因

2.1 齒輪品質(zhì)參差不齊

由于生產(chǎn)減速機的齒輪是來自不同的廠家，所以齒輪在材質(zhì)、強度、硬度、粗糙度上都不可能保持完全一致，不能保證一定的品質(zhì)，不同的廠家生產(chǎn)的齒輪在相互配合工作時，也難以保障齒輪之間的工作高度契合[1]。

2.2 減速機軸竄動

減速機在工作時，如果受到強大的沖擊會產(chǎn)生大幅度的振動，致使高速旋轉(zhuǎn)的輸入軸及低速的輸出軸、太陽輪的橫向竄動，使齒輪會發(fā)生嚙合錯位的現(xiàn)象，長期的嚙合錯位，容易造成打齒現(xiàn)象[2]。在出現(xiàn)打齒現(xiàn)象時，所產(chǎn)生的殘渣、鐵屑等垃圾物，會使太陽輪軸承損壞，更嚴重會導減速機散架，最終使減速機不能正常工作。

3 截割減速機作業(yè)的改進方案

3.1 齒輪材質(zhì)的選擇

根據(jù)研究調(diào)查結(jié)果，對于因為不同齒輪的材質(zhì)問題，我們可以選用固定的材質(zhì)以保障齒輪的穩(wěn)定性，如表1 所示。

表1 齒輪材料材質(zhì)情況表

3.2 輸入軸和太陽輪的改進設計方案

基于減速機在受外力時所產(chǎn)生的軸向竄動問題，首先可以在減速機輸入軸以及箱體外露的位置上做60 mm 的卡簧槽，增加一個合適的卡簧，以此來規(guī)避軸竄動幅度比較大的問題，避免來自軸承的擠壓。其次，在太陽輪的另一端，在軸承的下方位置，開一個長度為5 mm 的深度槽（與輸入軸聯(lián)接的一側(cè)），在里面增加一個厚度為5 mm 的支撐墊板。這塊墊板可以很好地防止輸入軸的竄動，把軸承受到的力平均地分散到墊板上[3]，這樣能起到緩沖及避震效果，有效地避免軸承因受力而散架，改機設計如圖2 所示。

圖2 改進設計示意圖

4 掘進機截割部的優(yōu)化設計

由于截割部減速器所承受傳動力矩過大的原因，致使掘進機使用壽命較短，此外，截割部中的縮油箱被安置在截割部外側(cè)，容易被巷道的脫落物砸壞。所以，對于截割油箱易損壞、截割部因為暴露原因?qū)е陆馗顪p速器的使用壽命較低的問題，設計出一種新型的掘進機截割部[4]。

這種新型截割部的截割頭呈圓錐臺形狀，是由花鍵、防松螺栓與連接軸進行的固定操作，旋轉(zhuǎn)割煤是通過連接軸的旋轉(zhuǎn)來帶動截割頭進行作業(yè)。截割減速機原理是通過二級行星齒輪的傳動作業(yè)，同時將防松螺栓和截割頭伸縮部分連接操作。截割電機是一個雙速電機，有兩種不同的轉(zhuǎn)速，并且具備冷卻裝置功能。截割部中的內(nèi)噴霧，經(jīng)過水管將其運輸至軸承圓錐的滾珠中。

圖3 是新型截割部電機箱體，如圖所示，新型的截割部包括電機箱體、伸縮油缸和注油孔等部件，在電機箱體上有預留安裝孔及減速機注油孔。安裝預留孔又分為了油缸安裝孔、聯(lián)軸器安裝孔。

新型掘進機截割部的電機箱體，由伸縮油缸、截割減速機、電機組成，借助防松螺栓及法蘭盤連接電機箱的前后端。先將聯(lián)軸器與減速器和截割電機連接，其次把截割電機殼體以及電機箱體，通過法蘭來進行銜接，最后將伸縮油缸殼體，緊緊地固定在電機箱體的兩側(cè)，并且在電機箱的外側(cè)安裝一個截割部的護板。各種預留安裝孔都要注意與圖中安裝位置相對應好，進油孔要與油嘴一一對應。截割部護板保護的區(qū)域包含進油孔、預留孔等。

圖3 新型截割部的電機箱體

在安裝過程中，先放入截割減速機，然后將截割減速機、伸縮裝置，同時與電機箱體的前端進行對應連接，緊接著用聯(lián)軸器把相應的減速機和截割電機的輸入輸出軸相銜接，然后將截割電機和電機箱體的后端相互連接在一起。截割頭油缸，通過箱體兩側(cè)邊油缸的安裝孔，進行相應的調(diào)整。

5 結(jié)論

1）通過選擇固定穩(wěn)定材質(zhì)的高品質(zhì)齒輪，以及完善和改進輸入軸以及太陽輪，進一步地提升掘進機減速機操作的相關性能；

2）通過有效探究并解決有關EBZ160 掘進機在作業(yè)過程中產(chǎn)生的一系列問題，比如打齒問題等，以確保高效的生產(chǎn)指標進度和礦工的生命安全。