靳豐田，步躍躍，徐翔宇

(1．兗州煤業(yè)股份有限公司綜機管理中心，山東鄒城 273500;2．兗礦東華重工有限公司采掘裝備制造分公司，山東鄒城 273500)

0 引言

刮板輸送機是目前井下綜采工作面的主要運輸設(shè)備，由于長時間滿負(fù)荷運行、環(huán)境惡劣、使用不當(dāng)、檢修不到位等種種因素，故障率較高，尤其是一些關(guān)鍵部件如減速器、鏈輪等發(fā)生問題將直接影響煤礦的生產(chǎn)效率。因此，探討高效刮板輸送機對于煤礦高效生產(chǎn)而言，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 故障分析

減速器的漏油主要集中在高速軸、四軸輸出軸，受井下環(huán)境條件限制，煤泥、煤塵等雜物進入減速器，使油封性能下降，降低了使用壽命。而浮動油封的密封環(huán)也極易被減速器內(nèi)的金屬顆料磨損，因此漏油是減速器常見問題，也是減速器需解決的首要問題。而設(shè)備的密封效果將直接影響整機的性能及正常運行，密封性能也是評價整機產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。因此在井下使用過程中，漏油問題無疑成了減速器的一大困擾。針對造成漏油的因素進行了分析，分析原因如下:

(1)軸表面粗糙度的影響 軸表面粗糙度對油封性能和使用壽命有著很大的影響。表面太光滑，油容易從密封接觸面被擠出，以致油膜變薄或者消失，導(dǎo)致唇部發(fā)熱或燒壞。粗糙度過高，軸轉(zhuǎn)動后刮傷油封唇口、密封面變毛，造成泄漏。

(2)偏心的影響 偏心是指油封唇口內(nèi)圓與軸表面不同心。它造成油封唇口與軸接觸不均勻，造成油封對軸的徑向壓緊力不均，發(fā)熱也不均，磨損也不均等，使油封容易泄漏和損壞。

造成偏心的原因有多種:①軸加工時表面偏心或者安裝后在軸承部位引起的偏心;②油封內(nèi)、外徑不同心;③油封安裝孔(殼體)與軸線不同心。

(3)變質(zhì)油的影響 變質(zhì)油中含有大量的微小顆粒，硬度較高，粒度較小，且容易懸浮在油中，并可以隨油在減速器箱體內(nèi)循環(huán)，一旦隨油到達油封唇部，就會加速油封唇口和軸的磨損。

潤滑油中含有成分復(fù)雜的添加劑，如含有硫、磷、氯等油溶性有機化合物，能使?jié)櫥驮谳S承間隙中形成耐高溫、耐高壓的油膜，保證良好的潤滑性能，但對油封帶來不利影響。油中硫、磷、氯有機物受熱分解產(chǎn)生氣體，會與橡膠的不飽和雙鏈交聯(lián)，使橡膠硬化失去彈性而失效。油在高溫下容易焦化，形成膠泥，容易在唇口積累，從而使唇口失效。

(4)裝配的影響 在裝配中，是否將密封安裝到位;安裝過程中骨架或安裝工具是否劃傷了安裝座孔的表面;安裝孔端面處的倒角是否合理等都有對油封裝配產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

(5)軸的軸向、徑向竄量的影響 高速旋轉(zhuǎn)軸在運動中由于間隙竄量大，如減速器輸入軸如果調(diào)整不當(dāng)，導(dǎo)致軸竄量大，軸的高速運動會加劇唇口的磨損。

(6)溫度的影響 溫度變化會引起油封、骨架的膨脹或收縮，由于金屬與橡膠的膨脹系數(shù)不同，在一定溫度下它的膨脹量將會不同。大多數(shù)的油封都有彈簧圈，由于它是細金屬制成的，溫度引起的線膨脹非常明顯，伸長后的彈簧圈張緊力變小，也是引起唇口壓緊力不夠而泄漏。

變質(zhì)油對密封的影響部分原因也是溫度產(chǎn)生的影響。

(7)唇口過盈量 過盈量指在自由狀態(tài)唇口直徑與軸徑之差?？僧a(chǎn)生唇口無彈簧時的徑向力，并補償軸的偏心，過盈量過小，在安裝偏心和軸跳動量大時，造成泄漏，降低密封性;過盈量太大，使唇口緊貼在軸上，唇軸間的間隙過小，唇和軸之間呈“干接觸”，在高速旋轉(zhuǎn)下，唇和軸表面間便會迅速產(chǎn)生高溫，加速唇口老化龜裂，甚至燒損密封唇使密封無效。

(8)油封材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造誤差的影響材質(zhì)的不同，硬度也不盡相同，硬度過低和過高的油封，在短時間內(nèi)都有泄漏發(fā)生。因此這些橡膠的特性各不相同，應(yīng)用也不同。選擇使用時要從多方面考慮，比如使用溫度、材料是否耐受介質(zhì)、材料的硬度、壓縮永久變形和耐磨性等各種因素。油封的結(jié)構(gòu)參數(shù)對油封在不同使用環(huán)境下使用效果也有很大的影響，如唇部過盈量、腰部長度、腰部截面厚度、徑向力等;制造誤差包括模具制造誤差，批量制造模具磨損誤差等等。

2 解決方案探討

2．1 根據(jù)轉(zhuǎn)速和溫度對油封進行合理選型

油封的橡膠材料應(yīng)具有耐蝕、耐磨和耐高溫的性能，橡膠硬度在65～75(邵氏A)的油封具有較好的密封性能。常用的橡膠密封材料有丁腈橡膠(NBR)、硅橡膠(VMQ)、氟橡膠(FKM 或者 FPM)和氯丁橡膠(CR)等，其中丁腈橡膠應(yīng)用最廣。考慮速度和溫度的影響，油封材料的選用如圖1所示［1］。

圖1 油封材料選用與轉(zhuǎn)速和溫度關(guān)系圖

根據(jù)刮板輸送機減速器的工作條件，可選用丁腈橡膠、丙烯酸酯橡膠和硅橡膠，其中采用丁腈橡膠的油封性價比較高。

2．2 機械設(shè)計加工

(1)在安裝孔的加工中，保證端面處15°～30°倒角及其粗糙度，安裝孔底座面按要求加工R≤0．5 mm的圓角。

(2)軸在加工時，保證軸的圓度及同軸度，確保其表面粗糙度為0．8～3．2μm，熱處理使軸表面硬度達到30～40 HRC或者對軸進行鍍鉻處理。

(3)在合適的部位設(shè)計油槽，使多余的潤滑油及時回流到油池內(nèi)，盡量減小變質(zhì)油液對油封的影響。

2．3 裝 配

(1)在裝配前，要對油封座端面倒角、安裝座孔等處進行打磨清理。

(2)裝配油封時，必須使用專用工具或?qū)Ｓ霉ぱb。

(3)裝配中，不得損傷軸的表面、不得損傷軸承和油封的安裝孔。

(4)每裝配完一處，可手動檢驗軸的轉(zhuǎn)動是否靈活。

2．4 減速器在使用中的注意事項

(1)保持減速器的透氣閥通暢，避免加速器內(nèi)外形成氣壓，損壞油封。

(2)油封容易損壞的部位，可以根據(jù)參考文獻［2］，對油封結(jié)構(gòu)進行改進［2］。

(3)嚴(yán)格執(zhí)行保養(yǎng)規(guī)定，及時更換潤滑油，清理減速器內(nèi)腔的雜質(zhì)。

3 結(jié)語

骨架油封在刮板輸送機減速器中應(yīng)用十分廣泛，也是出現(xiàn)故障比較多的部位。筆者通過對該問題的研究，分析了故障產(chǎn)生的原因，根據(jù)實際的工作經(jīng)驗探討了解決的方案，并在實際工作中進行了驗證。文中的內(nèi)容不僅適用于刮板輸送機的減速器，可以推廣應(yīng)用到更多的減速設(shè)備，或其他使用了油封的設(shè)備。

［1］ 成大先．機械設(shè)計手冊［M］．北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2008．

［2］ 鄭曉濱，劉 宇．減速機漏油的原因及對策［J］．電力通用機械，2010(8):60－61．