張麗明，廉自生

搖臂行星頭部水封座保護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

張麗明1，2，廉自生1

(1.太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，太原 030024;2.太重煤機(jī)有限公司技術(shù)中心，太原 030032)

水封座是搖臂行星頭部內(nèi)噴霧供水系統(tǒng)的唯一通道，其使用效果將直接影響采煤機(jī)的噴霧性能，同時也是影響采煤機(jī)可靠性和生產(chǎn)安全的一個關(guān)鍵因素。本文針對煤礦井下環(huán)境惡劣、工況復(fù)雜的實(shí)際工況，對搖臂行星頭部水封座結(jié)構(gòu)的使用情況做出分析，并提出了有效的改進(jìn)措施，解決了水封座與外界煤塊、矸石發(fā)生碰撞而造成頻繁漏水和磨損等問題，從而減少了采煤機(jī)故障點(diǎn)，節(jié)省了服務(wù)成本，保證了采煤機(jī)內(nèi)噴霧系統(tǒng)的降塵效果。

水封座;改進(jìn);頻繁漏水;磨損

內(nèi)噴霧系統(tǒng)是采煤機(jī)的重要組成部件，也是煤礦井下采煤不可缺少的環(huán)節(jié)，它具有濕潤煤層，沖淡瓦斯，降低粉塵等作用，并能有效改善工作面的環(huán)境。而水封座是搖臂行星頭部內(nèi)噴霧系統(tǒng)的通水裝置，也是供水系統(tǒng)的唯一通道。其使用效果將直接影響內(nèi)噴霧系統(tǒng)的工作，同時也是影響采煤機(jī)可靠性和生產(chǎn)安全的一個關(guān)鍵因素。由于其工作環(huán)境惡劣、工況復(fù)雜，因此，設(shè)計(jì)出一個可靠的搖臂水封座保護(hù)結(jié)構(gòu)成為亟待解決的問題，同時也可為實(shí)現(xiàn)煤礦井下的高產(chǎn)高效和安全可靠生產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 改進(jìn)前搖臂水封座結(jié)構(gòu)分析

改進(jìn)前搖臂水封座結(jié)構(gòu)圖見圖1。搖臂水封座結(jié)構(gòu)是由大軸承座、端蓋和小軸承座依次通過螺栓聯(lián)接互相嵌套固定在搖臂殼體的行星頭部，而水封座一端通過圓柱配合面嵌入安裝在小軸承座上，另一端外露在搖臂殼體外側(cè)，其內(nèi)部水道和內(nèi)噴霧管相通，通過組合密封和油封將噴霧水和搖臂殼體內(nèi)的潤滑油隔離開。

煤礦井下是一個環(huán)境非常惡劣、地質(zhì)條件極其復(fù)雜的工況，而采煤機(jī)搖臂要在這種工況下，根據(jù)煤層的厚度，不斷地進(jìn)行升降，以滿足采高、臥底的要求。

圖1 改進(jìn)前搖臂水封座結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)采煤機(jī)在運(yùn)輸機(jī)中部工作時，搖臂行星頭部的水封座經(jīng)常遭受截割滾筒割下的煤塊和矸石的碰、砸，由于水封座和軸承座只靠一個直徑較小的圓柱面定位，所以，很容易造成水封座因受外力而產(chǎn)生變形，進(jìn)而導(dǎo)致其內(nèi)部的油封和組合密封受擠壓變形而失效，并出現(xiàn)漏水或者水油混合等，而嚴(yán)重影響內(nèi)噴霧效果。當(dāng)采煤機(jī)在運(yùn)輸機(jī)的頭、尾工作時，搖臂既需要斜切進(jìn)刀又需要臥底割透頭、尾的三角煤，在此過程中，搖臂行星頭部的水封座容易和運(yùn)輸機(jī)的槽梆、鏟板磕碰，造成水封座大量磨損而導(dǎo)致漏水。因此，只有做好水封座的保護(hù)結(jié)構(gòu)，才能保證內(nèi)噴霧系統(tǒng)的噴霧效果。

2 搖臂水封座保護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案

根據(jù)上述對搖臂行星頭部水封座結(jié)構(gòu)和損壞原因的分析，再結(jié)合煤礦井下的實(shí)際工況，對此結(jié)構(gòu)增加了保護(hù)措施，其改進(jìn)方案如下(見圖2，圖3)：

1)在原有搖臂水封座結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將端蓋和小軸承座由原來的兩個零件設(shè)計(jì)成為一體化結(jié)構(gòu)，并在端蓋外側(cè)增加保護(hù)凸臺。整個水封座嵌入安裝在端蓋軸承座內(nèi)部，此時，從截割滾筒上落下的煤塊和矸石全部砸落在端蓋軸承座的凸臺上，水封座不再承受外力的作用。由于端蓋軸承座是通過直徑較大的圓柱配合面定位，并由螺栓緊固在大軸承座上，其受力條件非常好，能有效保護(hù)水封座不受矸石的碰砸而變形損壞，同時也保證其內(nèi)部油封和組合密封不受擠壓而失效。

2)保護(hù)凸臺采用光滑圓角和斜面過渡，并在斜面上堆焊網(wǎng)狀耐磨材料，不僅能防止搖臂在臥底或過彎曲段時和槽梆、鏟板發(fā)生干涉，而且能減少保護(hù)凸臺的磨損。

3)端蓋軸承座的一體化結(jié)構(gòu)，具有良好的工藝性，不僅給加工和制造帶來了方便，還減少了裝配的中間連接環(huán)節(jié)。

3 結(jié)束語

本次設(shè)計(jì)方案，已經(jīng)用于薄煤層采煤機(jī)彎搖臂行星頭部，其使用效果非常明顯，解決了搖臂水封座因沒有保護(hù)而頻繁損壞和漏水的問題，為采煤機(jī)內(nèi)噴霧系統(tǒng)的使用效果提供了有力的保障。同時，也提高了內(nèi)噴霧系統(tǒng)的使用效果，減少了采煤機(jī)的故障點(diǎn)，節(jié)省了服務(wù)成本，提高了采煤機(jī)的可靠性。

［1］ 袁樹來.薄煤層高產(chǎn)高效開采技術(shù)［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2011：44－56.

［2］ 王啟廣，李炳文，黃嘉興.采掘機(jī)械與支護(hù)設(shè)備［M］.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2006：5－27.

Design on Rocker Planetary Head Seal Seat Protection Structure

Zhang Li－ming，Lian Zi－sheng

Seal seat is the only channel of spray water supply system in rocker planetary head，its effect will directly affect the mining machine spray performance，but also is a key factor of impacting reliability and production safety of the coal mining machine.In view of the actual operating mode of bad environment and complicated working condition in coal mine underground，makes the analysis to use condition of rocker planetary head seal seat structure，and proposes the effective improvement measures，solves the problems of water seal seat and the external coal，gangue collision caused frequent water leakage and abrasion，thereby reduces the shearer fault points，saves the service cost，ensures dust removal efficiency of the internal spraying system.

Seal seat;Improvement;Frequent water leakage;Wear and tear

TD402

A

1672－0652(2012)08－0007－02

2012－06－16

張麗明(1967—)，男，山西孝義人，1988年畢業(yè)于山西礦業(yè)學(xué)院，高級工程師，主要從事采煤機(jī)械設(shè)計(jì)工作(E －mail)tklmz@163.com