朱軍科
(西山煤電集團(tuán)東曲煤礦多經(jīng)機(jī)電設(shè)備修理廠, 山西 古交 030200)
煤礦提升機(jī)減速器不但能夠傳遞運(yùn)動(dòng),同時(shí)也能夠傳遞動(dòng)力,具體而言,減速器的實(shí)際作用就是將電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)變?yōu)橛谔嵘龣C(jī)工作的轉(zhuǎn)速,同時(shí)也是提升筒工作轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化的動(dòng)力,因此減速器是煤礦提升機(jī)得以正常運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備。若減速器發(fā)生故障無(wú)疑會(huì)對(duì)煤礦的正常開采造成嚴(yán)重影響。為此,必須深入、全面了解、分析減速器發(fā)生故障的原因,進(jìn)而有效地改進(jìn)煤礦提升機(jī)減速器設(shè)備結(jié)構(gòu),為煤礦生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定、正常開展提供保障。
煤礦提升機(jī)減速器中,齒輪是必不可少的重要零件,同時(shí)也是極易發(fā)生故障的零件。導(dǎo)致煤礦提升機(jī)減速器齒輪發(fā)生故障原因多種多樣。在減速器運(yùn)行時(shí),齒輪不但要保持持續(xù)地嚙合,同時(shí)也承受著相應(yīng)的壓力,加上有效齒輪強(qiáng)度不達(dá)標(biāo),或者長(zhǎng)期運(yùn)行,在承受應(yīng)力的過(guò)程中則會(huì)出現(xiàn)裂紋,最終導(dǎo)致減速機(jī)運(yùn)行過(guò)程中齒輪嚙合密度與頻率較大,并且隨著受力時(shí)間的不斷增加,難以避免會(huì)發(fā)生變形問(wèn)題,最終也會(huì)導(dǎo)致齒輪失效。裂紋是齒輪故障中最為常見的那種,一般來(lái)說(shuō),煤礦提升機(jī)減速器齒輪出現(xiàn)裂紋主要包括兩個(gè)方面的原因:一方面是設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中受到機(jī)械應(yīng)力作用而形成的裂紋,也稱為使用裂紋。這種裂紋出現(xiàn)階段還能夠采取一些措施進(jìn)行彌補(bǔ)或者修正。另一方面就是在制造過(guò)程中形成的裂紋。即齒輪以及帶有齒輪的部件在制造過(guò)程中由于鍛造、熱處理等環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題,在技術(shù)檢驗(yàn)階段又無(wú)法有效識(shí)別而導(dǎo)致齒輪出廠即帶著裂紋(大多為內(nèi)部裂紋)。對(duì)于這種類型的裂紋則須提高生產(chǎn)技術(shù)與檢驗(yàn)技術(shù)來(lái)進(jìn)行防范、杜絕[1]。
軸承也是煤礦提升機(jī)減速器中的重要部件,護(hù)理不到位極易出現(xiàn)故障,而且軸承出現(xiàn)故障往往無(wú)法以肉眼觀察來(lái)發(fā)現(xiàn)。若是煤礦提升機(jī)減速器軸承出現(xiàn)損傷,不但會(huì)使軸承運(yùn)動(dòng)變形,而且會(huì)帶動(dòng)齒輪出現(xiàn)不規(guī)則運(yùn)行,使齒輪發(fā)生嚴(yán)重磨損而失效。軸承出現(xiàn)故障除了長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行達(dá)到使用壽命,造成正常的磨損之外,更多的原因是制造過(guò)程中的流程控制與出廠檢驗(yàn)技術(shù)不達(dá)標(biāo)造成暗傷。
煤礦生產(chǎn)本身極具復(fù)雜性,加上井下環(huán)境也極為復(fù)雜,而煤礦提升機(jī)減速器的位置經(jīng)常需要隨著采煤進(jìn)度而移動(dòng)位置,在此過(guò)程中需要用到起重設(shè)備對(duì)減速器進(jìn)行吊裝、移動(dòng),這一操作極易導(dǎo)致箱體變形。若是無(wú)法對(duì)箱體變形情況進(jìn)行及時(shí)矯正,則會(huì)使下一步的設(shè)備固定不牢固,設(shè)備運(yùn)行的震動(dòng)過(guò)大,極易使減速器受損而失效。
為了確保煤礦提升機(jī)減速器齒輪在運(yùn)行過(guò)程中
咬合正常、順暢,同時(shí)減少摩擦損傷,應(yīng)在減速箱中
涂抹適量的潤(rùn)滑油。然而如果減速箱設(shè)計(jì)不合理,尤其是密封措施不到位發(fā)生潤(rùn)滑油泄露,導(dǎo)致齒輪得不到及時(shí)潤(rùn)滑而加速齒輪磨損,最終導(dǎo)致齒輪破裂失效[2]。
齒輪與軸承設(shè)計(jì)是煤礦提升機(jī)減速器設(shè)計(jì)的重大難題。鑒于齒輪時(shí)時(shí)刻刻都在承受著外部壓力,所以在設(shè)計(jì)時(shí)要高度重視對(duì)齒輪韌性與承載力的提升、強(qiáng)化,不可片面追求提升設(shè)備效率而忽視了對(duì)齒輪強(qiáng)度的設(shè)計(jì)與選擇合適的齒輪。無(wú)論是齒輪還是軸承設(shè)計(jì),都應(yīng)對(duì)熱處理環(huán)節(jié)予以高度重視,選擇先進(jìn)的、合理的熱處理技術(shù),注意提升齒輪接觸精度,以確保齒輪高度耐用,預(yù)防齒輪變形。軸承設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于對(duì)滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承的應(yīng)用設(shè)計(jì)優(yōu)化。滾動(dòng)軸承具備成本低、易維修的特點(diǎn),而滑動(dòng)軸承對(duì)于承載力要求較高,常應(yīng)用于高強(qiáng)度的電動(dòng)機(jī)中。因此,軸承的設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)根據(jù)提升機(jī)的輸送要求進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)選擇。
對(duì)煤礦提升機(jī)減速器箱體進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),關(guān)鍵在于對(duì)箱體剛度、強(qiáng)度、壽命等方面的考慮,唯有在這幾方面充分滿足標(biāo)準(zhǔn)要求方可使箱體運(yùn)行穩(wěn)定。目前流行的煤礦提升機(jī)減速器箱體主要為焊接型箱體和鑄造型箱體兩種。前者主要以焊接工藝制造,質(zhì)量小、強(qiáng)度大、易維修,而后者由鑄造工藝鑄造,需要鑄造模型,具備制造效率高,成本低的特點(diǎn),但相對(duì)而言針對(duì)性較強(qiáng)的焊接型箱體有著較廣的適用范圍。
由于摩擦作用,煤礦提升機(jī)減速器箱運(yùn)行磨損問(wèn)題難以避免,而若是摩擦過(guò)于劇烈會(huì)嚴(yán)重磨損設(shè)備零件,使設(shè)備壽命大幅降低,這就要求深入優(yōu)化潤(rùn)滑系統(tǒng),減少摩擦磨損。潤(rùn)滑系統(tǒng)的優(yōu)化需要根據(jù)煤礦生產(chǎn)實(shí)際環(huán)境針對(duì)性地進(jìn)行選擇,若是深煤層施工則主要考慮飛濺式潤(rùn)滑系統(tǒng),而對(duì)于淺煤層簡(jiǎn)單作業(yè)環(huán)境,則可考慮普通潤(rùn)滑方式。
確保煤礦提升機(jī)減速器運(yùn)行穩(wěn)定,設(shè)計(jì)良好的密封系統(tǒng)極為關(guān)鍵,同時(shí)也是避免許多減速器故障的重要措施。一般來(lái)說(shuō),煤礦提升機(jī)減速器密封系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括靜密封與動(dòng)密封兩種。靜密封設(shè)計(jì)要求先對(duì)表面進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膲壕o處理才能展開細(xì)節(jié)填充,經(jīng)過(guò)合格的密封試驗(yàn)之后才能投入應(yīng)用,這種設(shè)計(jì)主要需要借助精密加工與精準(zhǔn)裝配實(shí)現(xiàn),動(dòng)密封則是結(jié)合了煤礦生產(chǎn)的實(shí)際環(huán)境,基于靜密封基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化,并對(duì)持續(xù)不斷運(yùn)動(dòng)中的設(shè)備中進(jìn)行動(dòng)態(tài)密封。因此,動(dòng)密封雖然成本相對(duì)較高,但其應(yīng)用效果較為理想,能夠減少許多由于密封問(wèn)題而導(dǎo)致的減速器故障[3]。
提升機(jī)是其十分重要的煤礦生產(chǎn)設(shè)備,然而在長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)情況下該設(shè)備減速器往往會(huì)出現(xiàn)一些較為常見的故障,若企業(yè)不及時(shí)予以處理不僅會(huì)對(duì)生產(chǎn)構(gòu)成不小的影響,更有可能導(dǎo)致安全事故。鑒于此,煤礦企業(yè)要充分掌握提升機(jī)的一些常見故障類型,并做相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn),從而保證生產(chǎn)效率及安全性。