李 葵

(西山煤電集團(tuán)西曲礦，山西古交 030200)

0 引言

減速器是煤礦提升機(jī)的重要組成部分之一，減速器發(fā)生問題勢必導(dǎo)致提升機(jī)的效率受到影響，不僅影響了煤礦企業(yè)的正常生產(chǎn)還可能給操作人員的生命安全帶來隱患。因此探究如何煤礦提升機(jī)減速器常見故障的應(yīng)對方案是煤礦企業(yè)應(yīng)該著重思考的問題。

1 減速器的功能

煤礦提升機(jī)是煤炭生產(chǎn)中不可或缺的一部分，煤礦提升機(jī)減速器的功能實(shí)際上是將正常電機(jī)變?yōu)闇p速電機(jī)，由此使電機(jī)的轉(zhuǎn)矩增加，繼而使電機(jī)的輸出動力轉(zhuǎn)變成提升卷筒所需要的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，這樣電機(jī)就能夠承受更大的負(fù)載。在實(shí)際的使用過程中需要根據(jù)提升機(jī)具體荷載的設(shè)計(jì)來選擇相應(yīng)的減速器，但是減速器的工作原理大同小異，因而煤礦提升機(jī)減速器的常見故障解決方案基本上能夠適用于所有的減速器［1］。

2 減速器常見故障分析

2．1 齒輪的損傷與失效

(1)裂紋。裂紋是齒輪損傷中較為常見的一種現(xiàn)象，造成裂紋的原因分先天和后天，先天性的裂紋是由于齒輪在鑄造時存在缺陷。而后天性的裂紋則是外界的應(yīng)力超過了金屬內(nèi)部的抗拉能力。對于先天性的裂紋可以通過提高鑄造水平來降低齒輪內(nèi)部的應(yīng)力來實(shí)現(xiàn)，而對于后天性的裂紋只能夠通過降低使用強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)。

(2)斷齒。斷齒是在極端狀態(tài)下齒輪的一個字或者多個齒局部斷裂的現(xiàn)象。煤礦提升機(jī)通常都是處于長時間運(yùn)行的狀態(tài)下，長時間的運(yùn)行勢必導(dǎo)致齒輪之間的摩擦過熱，從而降低了材料本身的強(qiáng)度，而如果此時加上高強(qiáng)度的運(yùn)行，齒輪的齒就會斷裂，帶來嚴(yán)重的安全隱患。針對這種問題最好避免長時間高強(qiáng)度使用提升機(jī)或者定期對提升機(jī)減速器內(nèi)的齒輪進(jìn)行檢修和更換，或者在鑄造時通過提升鑄造工藝來提高齒輪的強(qiáng)度。

(3)齒面疲勞。齒面疲勞是齒輪在不斷的摩擦過程中，在齒輪的表面形成疲勞裂紋并進(jìn)一步擴(kuò)展所形成的一種損傷，這種損傷最顯著的特點(diǎn)就是會導(dǎo)致齒輪表面的凹凸不平。如果在提升機(jī)減速器的使用過程中發(fā)現(xiàn)有齒輪表面凹凸不平的現(xiàn)象，必須將點(diǎn)蝕坑邊緣打磨圓滑，并且更換極壓潤滑油。

(4)齒面損耗。齒輪損耗是減速機(jī)使用過程中最難以避免的情況，由于提升機(jī)械一直在運(yùn)轉(zhuǎn)，不同的齒輪之間一直處在摩擦之中，齒輪之間的滑動磨損會導(dǎo)致齒面的損耗，雖然通過使用潤滑油能夠在一定程度上降低這種損耗，但是并不能完全杜絕。因而質(zhì)量再好的齒輪在長期使用之后仍需要及時更換。如果齒面損耗過快則可與制造廠商聯(lián)系，看是否是生產(chǎn)工藝的問題。

(5)膠合。雖然減速器齒輪中會使用高壓潤滑油，但是這并不意味著潤滑油就能夠完全保護(hù)齒輪，如果潤滑油的質(zhì)量不過關(guān)或者是齒輪中的壓力驟然增大，在一定的壓力下潤滑油膜會破裂，從而導(dǎo)致金屬發(fā)生直接接觸而融化粘連，此時如果發(fā)生相對運(yùn)動會導(dǎo)致金屬粘連的部分直接被撕裂。針對這種問題需要及時更換潤滑油，有修復(fù)價值的齒輪可以在膠合損傷處打磨光滑。

(6)永久變形。外界對于齒輪的應(yīng)力超過了齒輪材料的極限時，齒輪就會直接發(fā)生永久形變，此時齒輪不再具備可維修的價值，應(yīng)當(dāng)直接予以更換。對于這種問題，只能通過更換高強(qiáng)度的齒輪來盡量避免［2］。

2．2 軸承的損傷與失效

軸承的損傷無法直接從肉眼觀察，但是軸承的損傷往往會導(dǎo)致齒輪的不規(guī)則運(yùn)動，從而導(dǎo)致齒輪發(fā)生異常磨損，因而在發(fā)現(xiàn)齒輪出現(xiàn)異常情況時也需要考慮軸承的損傷與失效。有條件的話可以購買相關(guān)的儀器來判斷軸承運(yùn)作時的噪聲、振動、溫度等情況，基于這些情況來判斷軸承是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，如果軸承異常需要分析軸承損壞的誘因，繼而改善軸承的使用條件，延長軸承的使用壽命。

2．3 潤滑油泄漏

為了保證齒輪之間的正常咬合，降低由摩擦帶來的熱量，一般煤礦提升機(jī)減速箱內(nèi)都會帶有大量的潤滑油。如果減速箱的設(shè)計(jì)不合理或者密封有問題就會產(chǎn)生潤滑油泄漏的情況，減速器內(nèi)的潤滑油泄漏會導(dǎo)致齒輪的磨損加快，工作時還會產(chǎn)生異常的聲響，并且伴隨有高溫。對此，應(yīng)該更換密封元件，保證減速器的密封性。

2．4 箱體的變形

由于井下開采條件復(fù)雜，提升機(jī)減速器可能有時候需要移動位置，而在移動吊裝的過程中可能會導(dǎo)致箱體的變形，如果不進(jìn)行及時的矯正可能導(dǎo)致固定不牢固，影響正常工作。因此除了在吊裝的過程中要盡量避免箱體的形變之外，以變形的箱體需要評估能否正常使用，能夠正常使用的及時進(jìn)行修復(fù)，不能正常使用的則更換新的減速器［3］。

3 減速器的技術(shù)改造

針對減速器的上述故障，通過技術(shù)改造實(shí)現(xiàn)減速器性能上的改進(jìn)，改造方案如圖1所示。

3．1 盡量采用高強(qiáng)度的齒輪

在裂紋、斷齒、齒面疲勞、齒面損耗、膠合、永久變形這些齒輪異常情況中，很多問題都是可以采用高強(qiáng)度的齒輪來避免的。因此為了保障煤礦提升機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，企業(yè)有必要在預(yù)算滿足的基礎(chǔ)上盡量采用高強(qiáng)度的齒輪。

圖1 減速器改造方案

3．2 軸 承

軸承和齒輪都是與運(yùn)轉(zhuǎn)強(qiáng)度較大的部位，常用的流體動壓軸承可以利用油膜來減少摩擦力，從而延長使用壽命。但是在井下復(fù)雜的生產(chǎn)條件下，用滾動軸承代替滑動軸承，可以降低維護(hù)費(fèi)用，節(jié)約維修時間，降低事故率。

3．3 箱 體

從箱體的角度來講，箱體的強(qiáng)度和成本是成正比的，想要消除箱體的形變最基礎(chǔ)的方法就是增加箱體的強(qiáng)度，但是對于煤礦企業(yè)來講這樣的投入或許并不值得，因而除了使用高強(qiáng)度的箱體之外，煤礦企業(yè)只能通過避免對箱體產(chǎn)生意外負(fù)載來降低箱體變形的幾率，從而降低生產(chǎn)的成本。此外，也可以通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝來改變箱體的結(jié)構(gòu)，以結(jié)構(gòu)來提高其抗形變能力。

3．4 密封裝置

減速器的靜密封可以靠精細(xì)加工的表面的相互壓緊來實(shí)現(xiàn)，在不能完全壓緊處通過增加彈性填充物來實(shí)現(xiàn)。在裝置的實(shí)際使用過程中，設(shè)計(jì)或者加工的精度達(dá)不到要求會導(dǎo)致靜密封出現(xiàn)缺陷，導(dǎo)致煤礦提升機(jī)減速器不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。而在長期的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，煤礦提升機(jī)減速器的溫度勢必會升高，這就會影響彈性填充物的性質(zhì)，極易出現(xiàn)的結(jié)果就是導(dǎo)致彈性填充物的使用壽命降低。因此，在實(shí)際加工的過程中設(shè)計(jì)和加工的精度都要嚴(yán)格控制，通過接觸式密封結(jié)構(gòu)或非接觸式密封結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)減速器的動密封。

3．5 冷卻裝置

冷卻裝置的目的是將減速器內(nèi)的熱量及時散發(fā)出去，從而避免減速機(jī)溫度過高帶來的齒輪或者軸承的強(qiáng)度改變。一般都是用合成潤滑油來潤滑齒輪表面的同時將熱量傳遞出去，齒輪的攪油損失與潤滑劑粘度有著直接聯(lián)系，粘度較低的潤滑劑有助于減少攪油損失，而在一定條件下，合成潤滑油可將功率損失降低70%，油箱溫度可降低達(dá)20°。合成潤滑油的選擇應(yīng)該慎重，應(yīng)嚴(yán)格檢查它同標(biāo)準(zhǔn)密封材料和油漆的共容問題［4］。

4 結(jié)語

煤礦提升機(jī)是煤礦生產(chǎn)中的重要組成部分，一旦其出現(xiàn)故障勢必導(dǎo)致生產(chǎn)的停滯，為煤礦企業(yè)帶來諸多的經(jīng)濟(jì)損失，因此制定出煤礦提升機(jī)減速機(jī)的常見故障的解決方案，對于保障煤炭企業(yè)的正常生產(chǎn)具有重要的意義。通過對減速器部件和結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)化，有助于降低減速器機(jī)械故障發(fā)生的幾率，保證煤礦提升機(jī)的有效運(yùn)行，在保證煤礦生產(chǎn)的產(chǎn)量的同時又能降低安全事故的出現(xiàn)。

［1］ 楊紅燕．關(guān)于煤礦提升機(jī)減速器的常見故障分析及技術(shù)改進(jìn)［J］．科技風(fēng)，2012(4):138－139．

［2］ 夏 聰，劉同岡，王 松，等．礦井提升機(jī)減速器狀態(tài)監(jiān)測與預(yù)報系統(tǒng)設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)［J］．煤礦機(jī)械，2011(6):271－272．

［3］ 馬鳳和，李 穎．對礦井提升機(jī)使用過程中減速器相關(guān)問題的探討［J］．中國科技縱橫，2012(21):182－183．

［4］ 蒲新征．基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的提升機(jī)減速器工況預(yù)測研究［J］．煤礦機(jī)械，2013，34(2):60－62．