□黃圣玲 □劉志明 □李 威

1.北方重工集團(tuán)有限公司 隧道掘進(jìn)裝備分公司 沈陽 110141 2.北方重工集團(tuán)有限公司 熱處理分公司 沈陽 110141

1 研究背景

采煤機(jī)搖臂齒輪傳動(dòng)部分中，各旋轉(zhuǎn)零件的使用壽命直接受潤滑效果的影響，潤滑效果好的零件壽命較長，反之則零件壽命較短[1]。潤滑油不但能減少旋轉(zhuǎn)零件摩擦產(chǎn)生的熱量，而且能帶走一部分熱量，從而降低各零件的溫度，保證設(shè)備在允許的溫度下工作[2]。采煤機(jī)通常發(fā)生的機(jī)械故障是截割部損壞，大多是由潤滑不良引起的，具體表現(xiàn)為：軸承沒有充分潤滑，因干摩擦而發(fā)熱造成抱死[3-5]；齒輪過熱磨損及嚙合故障；摩擦急劇發(fā)熱引起密封裝置損壞[6]，進(jìn)而引起漏油，導(dǎo)致潤滑不良，形成惡性循環(huán)[7-8]。一旦采煤機(jī)截割部發(fā)生損壞，采煤機(jī)停止工作，更換搖臂所需時(shí)間較長，將嚴(yán)重影響煤礦生產(chǎn)?？梢?，改進(jìn)采煤機(jī)齒輪潤滑系統(tǒng)，進(jìn)而改善潤滑效果，具有重要意義。

2 飛濺潤滑系統(tǒng)

飛濺潤滑系統(tǒng)中，一部分傳動(dòng)零件位于油池內(nèi)，靠零件的旋轉(zhuǎn)將潤滑油從油池內(nèi)帶到摩擦副上，形成自動(dòng)潤滑。飛濺潤滑必須保證油面足夠高，使齒輪副大齒輪直徑的1/4～1/3浸沒在油中[9]，較小的齒輪靠較大的齒輪帶油并送到嚙合處進(jìn)行潤滑。軸承同樣通過足夠高的油面或齒輪濺油進(jìn)行潤滑。當(dāng)傳動(dòng)零件轉(zhuǎn)速相當(dāng)高時(shí)，飛濺潤滑可以使位于不同水平面的傳動(dòng)零件得到良好的潤滑。

飛濺潤滑系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是潤滑方式簡單，工作零件散熱快，對(duì)潤滑油的雜質(zhì)含量和黏度降低較為不敏感。

另一方面，采煤機(jī)搖臂經(jīng)常是在傾斜狀態(tài)下工作的，當(dāng)搖臂處于上擺角位置時(shí)，潤滑油集中在油池低處，搖臂上端的齒輪組及軸承因露出油面而得不到充分潤滑?？梢?，搖臂齒輪和軸承僅僅靠飛濺潤滑，已經(jīng)不能滿足零件得到充分潤滑的要求。

3 強(qiáng)制潤滑系統(tǒng)

為了保證搖臂處于上擺角位置時(shí)，搖臂上端的軸承和齒輪能夠得到良好的潤滑效果，筆者在飛濺潤滑的基礎(chǔ)上，增加了強(qiáng)制潤滑系統(tǒng)[10]。

強(qiáng)制潤滑系統(tǒng)主要由過濾器、齒輪泵、齒輪組、油管和接頭等零部件組成，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 強(qiáng)制潤滑系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

強(qiáng)制潤滑系統(tǒng)工作原理為：齒輪泵將經(jīng)過過濾器過濾的潤滑油吸入，一路潤滑油進(jìn)入搖臂各惰輪軸潤滑軸承，保證處于該潤滑油路的軸承和齒輪得到良好潤滑，并帶走一部分熱量，可以提高軸承和齒輪的使用壽命，如圖2A-A截面剖視圖所示；另一路到達(dá)搖臂上方的噴嘴，噴嘴將潤滑油噴射到齒輪和軸承上，從而保證所有齒輪和軸承能夠得到充分潤滑，如圖3B-B截面剖視圖所示；潤滑后的熱油自行回流到齒輪箱的油池中，實(shí)現(xiàn)潤滑油的循環(huán)。

圖2 圖1中A-A截面剖視圖

圖3 圖1中B-B截面剖視圖

過濾器設(shè)置在搖臂中油面最低位置處，無論搖臂處在什么位置，都能保證油泵吸到經(jīng)過濾清后的潤滑油。過濾器基本結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 過濾器基本結(jié)構(gòu)

可見，潤滑管道內(nèi)徑不小于6 mm即可。

強(qiáng)制潤滑系統(tǒng)利用了搖臂電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，不需另設(shè)動(dòng)力源，既節(jié)約了成本，又優(yōu)化了結(jié)構(gòu)，并且能

過濾器由法蘭蓋、外套、內(nèi)套和過濾網(wǎng)等零件組成。法蘭蓋可帶動(dòng)內(nèi)套旋轉(zhuǎn)，使外套與內(nèi)套腰型孔錯(cuò)開，形成封閉的腔體，此時(shí)取下法蘭蓋即可更換內(nèi)部的過濾網(wǎng)。這一過濾器結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，能夠適應(yīng)不同形式搖臂的需求。

強(qiáng)制潤滑系統(tǒng)的齒輪組由齒輪和軸等零件組成，并與搖臂中的齒輪組構(gòu)成齒輪副，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)傳至齒輪軸。齒輪軸帶動(dòng)齒輪泵旋轉(zhuǎn)，從而將低處的潤滑油通過管道送往高處。

選擇齒輪泵及管道內(nèi)徑時(shí)，油路系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，轉(zhuǎn)速r1為1 485 r/min，經(jīng)過3組齒輪傳遞,齒輪泵的轉(zhuǎn)速r2為3 402 r/min，選取的齒輪泵理論排量L為1.02 mL/r，可以算出系統(tǒng)流量Q=r2L=3 402×1.02=3.47 L/min。

取液壓管道中油的流速v為2 m/s，根據(jù)公式計(jì)算管道內(nèi)徑為：夠滿足源源不斷向高處供油的需求。

4 結(jié)論

在飛濺潤滑的基礎(chǔ)上，加設(shè)強(qiáng)制潤滑系統(tǒng)，能夠保證采煤機(jī)截割部中齒輪和軸承得到充分潤滑，同時(shí)可降低工作溫度，大大延長齒輪、軸承和密封件的使用壽命。只采用飛濺潤滑系統(tǒng)的采煤機(jī)，平均每年要更換一次損壞的零部件，加設(shè)強(qiáng)制潤滑系統(tǒng)后，易損件壽命延長為原來的兩倍，并可提高經(jīng)濟(jì)效益。

[1]周海波.電梯滑動(dòng)摩擦副潤滑性能的研究[J].上海電氣技術(shù)，2015，8（4）：13-17.

[2]張展.齒輪傳動(dòng)的潤滑[J].機(jī)械制造，2003，41（1）：53-54.

[3]王艷華，吳紅軍.礦用MG150/375-W型采煤機(jī)潤滑機(jī)構(gòu)的改造[J].煤礦機(jī)械，2006，27（12）：152-154.

[4]胡達(dá)軍.減速箱軸承潤滑改良及漏油防治[J].機(jī)械制造，1996，34（3）：40.

[5]尹欣，張臻.超高速加工中的主軸軸承及潤滑方式[J].機(jī)械制造，2003，41（12）：13-15.

[6]徐冰，劉祥澤，徐衛(wèi)鵬.電牽引采煤機(jī)搖臂減速箱發(fā)熱問題分析[J].煤礦機(jī)械，2009，30（10）：79-81.

[7]郝志宏，王一.MXA-300/3.5型采煤機(jī)截割機(jī)構(gòu)潤滑系統(tǒng)改進(jìn)[J].煤，1997，6（5）：29-30.

[8]劉杰.采煤機(jī)搖臂漏油問題的研究[J].山東煤炭科技，2016（9）：131-134.

[9]劉鳳臣，高福禮，李玉明.采煤機(jī)減速器的潤滑方式[J].煤礦機(jī)械，2002（7）：61-62.

[10]眭小利，童良鋒.DPZ440型配碴整形車車軸齒輪箱潤滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械制造，2016，54（10）：63-65.