趙永科，呼靳宏

(西安煤礦機械有限公司，陜西 西安 710032)

0 前言

急傾斜煤層是指煤層傾角大于45°的煤層，受煤礦井下條件的限制，綜采工作面的布置不能完全沿著煤層的傾斜方向，導(dǎo)致急傾斜大俯采工作面的出現(xiàn)［1］。該工況下，工作面的煤層傾角大，工作面的走向角度有的接近20°，特殊的煤層賦存條件使得開采困難，采出率底，損失了大量寶貴的煤炭資源［2］。隨著綜采技術(shù)在傾斜煤層應(yīng)用的發(fā)展與成熟，急傾斜煤層的高產(chǎn)高效機械化開采成為重要的發(fā)展方向，并取得了較好的經(jīng)濟技術(shù)效果［3］［4］。目前，由于急傾斜大俯采工作面設(shè)備穩(wěn)定性一直沒有得到很好的解決，急傾斜大俯采工作面的開采機械化程度低、煤炭成本高、安全系數(shù)低［5］。因此，為了提高煤炭資源采出率，實現(xiàn)礦井的安全高效開采，急傾斜大俯采綜采面設(shè)備的穩(wěn)定性是保障安全高效開采的根本問題。

根據(jù)煤礦特殊工況下對設(shè)備使用提出的要求，對于急傾斜大俯采綜采工作面，為改善采煤機牽引部減速箱的潤滑條件，提高設(shè)備運行的穩(wěn)定性和可靠性，開發(fā)了采煤機的強迫潤滑機構(gòu)。

1 原潤滑系統(tǒng)的缺陷

在采煤工作面出現(xiàn)大俯采(工作面推進方向小于－20°)的情況下，采煤機牽引減速箱潤滑油因為機身整體傾斜會流向煤壁側(cè)。如果采煤機長時間在該狀態(tài)下運行，處于老塘側(cè)的行星減速機構(gòu)行星架軸承會出現(xiàn)燒損、導(dǎo)致滾珠脫落等情況，進而造成整個行星機構(gòu)的報廢，影響了采煤機整個產(chǎn)品的可靠性。

現(xiàn)有電牽引采煤機牽引減速箱都是通過內(nèi)部齒輪油以飛濺形式進行潤滑，在大俯采工作面都會遇到潤滑油流向煤壁側(cè)的問題，行星減速機構(gòu)行星架老塘側(cè)的支撐軸承得不到良好潤滑，牽引部強迫潤滑機構(gòu)有效的解決了該軸承的潤滑問題。

2 新潤滑機構(gòu)的設(shè)計方案和結(jié)構(gòu)組成

2.1 設(shè)計方案

為解決采煤機牽引減速箱普遍采用的飛濺式潤滑在特殊工況下無法潤滑老塘側(cè)傳動件的缺點，通過在牽引減速箱外側(cè)增加液壓元件，利用減速箱自身動力使采煤機牽引系統(tǒng)得到良好的潤滑，整體結(jié)構(gòu)簡單，容易操作，從而提高采煤機牽引系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

在采煤機牽引減速箱二軸安裝驅(qū)動齒輪泵，實現(xiàn)采煤機牽引減速箱的強迫潤滑。強迫潤滑機構(gòu)主要由牽引減速箱內(nèi)部傳動齒輪帶動的齒輪泵、安裝在牽引減速箱上的吸油濾油器和安裝在牽引減速箱外側(cè)的邏輯閥組組成。齒輪泵由牽引減速箱傳動齒輪帶動，齒輪潤滑泵選用順時針、逆時針雙向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向改變時，潤滑油流向也相應(yīng)改變，通過采煤機牽引方向轉(zhuǎn)換實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)動作，吸油濾油器通過齒輪泵吸入潤滑油并過濾，邏輯閥組利用自身特殊結(jié)構(gòu)在齒輪泵正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)時保證強迫潤滑機構(gòu)潤滑油的流向始終是由煤壁側(cè)到老塘側(cè)。

2.2 結(jié)構(gòu)組成

如圖1 所示，采煤機牽引部強迫潤滑機構(gòu)由牽引減速箱內(nèi)部傳動齒輪2 帶動齒輪泵1、安裝在牽引減速箱上的吸油濾油器3、安裝在牽引減速箱外側(cè)的邏輯閥組4 以及輔助管路和接頭等組成。牽引減速箱傳動齒輪帶動齒輪泵實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)動作。潤滑油經(jīng)吸油濾油器過濾后，通過齒輪泵和邏輯閥組，實現(xiàn)在齒輪泵正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的情況下潤滑油的流向始終不變。

圖1 強迫潤滑安裝結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Installation diagram of forced lubrication mechanism

3 新潤滑機構(gòu)的工作原理

如圖2 所示，邏輯閥組共由S1、S2、P 和T四個油路口，S1 口、S2 口和齒輪泵的吸油口、排油口連接，T 口和煤壁側(cè)的吸油過濾器相連，P 口和老塘側(cè)行星架支撐軸承處的潤滑口連接。

圖2 邏輯閥組安裝圖Fig.2 Logic valve group installation diagram

邏輯閥組內(nèi)部由4 個單向閥組成，連接結(jié)構(gòu)類似于電路中的電橋連接，區(qū)別在于單向閥的連接具有方向性。如圖3 所示，從T 口到P 口，所有閥體在T 口方向，所有閥芯在P 口方向。

圖3 邏輯閥組原理圖Fig.3 Logic valve group principle diagram

牽引部強迫潤滑機構(gòu)工作過程:采煤機向左行走時，通過牽引減速箱內(nèi)部傳動齒輪2 帶動的齒輪泵1 工作，將潤滑油由吸油濾油器3 吸入并過濾后，經(jīng)過邏輯閥組4 的T 口進入齒輪泵1，齒輪泵A 帶動潤滑油流入邏輯閥組4 的P 口，最終排向牽引減速箱行星機構(gòu)一側(cè)潤滑該部位軸承;采煤機反向行走時，邏輯閥組4 利用自身特殊結(jié)構(gòu)使?jié)櫥陀蒔 口進入齒輪泵，齒輪泵帶動潤滑油又流入邏輯閥組的T 口，并最終排向牽引減速箱行星機構(gòu)一側(cè)。

如圖4 所示，當采煤機向左牽引時，傳動齒輪驅(qū)動齒輪泵順時針旋轉(zhuǎn)，單向閥2、3 開啟，單向閥1、4 截止，潤滑油由邏輯閥組T 口吸入，經(jīng)單向閥2 到邏輯閥組S2 口，潤滑油被齒輪泵從邏輯閥組S2 口壓到邏輯閥組S1 口，最后經(jīng)過單向閥3 到達邏輯閥組P 口;當采煤機向右牽引時，傳動齒輪驅(qū)動齒輪泵逆時針旋轉(zhuǎn)，單向閥1、4 開啟，單向閥2、3 截止，潤滑油由邏輯閥組T 口吸入，經(jīng)單向閥1 到邏輯閥組S1 口，潤滑油被齒輪泵從邏輯閥組S1 口壓到邏輯閥組S2口，最后經(jīng)過單向閥4 到達邏輯閥組P 口。

綜上所述，不論采煤機左牽或右牽，即齒輪泵左旋或右旋時，潤滑油的流向始終是由T 口到P 口，具體的潤滑油流向如圖4 箭頭方向所示。

圖4 邏輯閥組機能圖Fig.4 Logic valve group function diagram

4 強迫潤滑機構(gòu)的技術(shù)特點

(1)強迫潤滑機構(gòu)由齒輪泵、吸油濾油器和邏輯閥組的有效組合構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，實現(xiàn)方便。

(2)強迫潤滑機構(gòu)安裝在采煤機牽引減速箱煤壁側(cè)，利用牽引減速箱自身動力，不依靠外部動力源，便可帶動齒輪泵轉(zhuǎn)動，又利用邏輯閥組在齒輪泵反向時不發(fā)生倒吸，進而達到潤滑油的流動和潤滑整個減速箱，機構(gòu)可靠便捷。

(3)在目前普遍使用飛濺式潤滑的牽引減速箱內(nèi)增加強迫潤滑，填補了市場上同類項目的空白，提高了采煤機在大俯采工作面牽引減速箱的可靠性，能夠降低減速箱故障率，保障了設(shè)備的安全。

(4)強迫潤滑機構(gòu)實用性強，為井下大俯采高效工作面安全生產(chǎn)提供了保證，使用效果好，便于推廣使用。

5 結(jié)束語

采煤機的強迫潤滑機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，操作方便，牽引系統(tǒng)工作可靠性高，實用性強，使用效果好，便于推廣應(yīng)用。

［1］李康來，何興.礦井急傾斜薄煤層采煤技術(shù)探究［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012(4):151.

［2］馮俊杰，張寧波，楊培舉，等.新強煤礦急傾斜綜采工作面設(shè)備配套與應(yīng)用［J］.現(xiàn)代煤礦，2012(4):121－124.

［3］吳海雁.大功率、大采高電牽引采煤機的研制與應(yīng)用［J］.重型機械，2010(6):9－13.

［4］王增強，車萬里，權(quán)振林，等.電牽引采煤機在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)研究［J］.重型機械，2012(5):41－44.

［5］伍永平，員東風(fēng)，張淼豐.大傾角煤層綜采基本問題研究［J］.煤炭學(xué)報，2000(5):465－468.