□黃圣玲 □劉志明 □李 威
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采煤機搖臂齒輪傳動部分中,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,保證設備在允許的溫度下工作[2]。采煤機通常發(fā)生的機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],進而引起漏油,導致潤滑不良,形成惡性循環(huán)[7-8]。一旦采煤機截割部發(fā)生損壞,采煤機停止工作,更換搖臂所需時間較長,將嚴重影響煤礦生產(chǎn)??梢?,改進采煤機齒輪潤滑系統(tǒng),進而改善潤滑效果,具有重要意義。
飛濺潤滑系統(tǒng)中,一部分傳動零件位于油池內(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行潤滑。軸承同樣通過足夠高的油面或齒輪濺油進行潤滑。當傳動零件轉(zhuǎn)速相當高時,飛濺潤滑可以使位于不同水平面的傳動零件得到良好的潤滑。
飛濺潤滑系統(tǒng)的優(yōu)點是潤滑方式簡單,工作零件散熱快,對潤滑油的雜質(zhì)含量和黏度降低較為不敏感。
另一方面,采煤機搖臂經(jīng)常是在傾斜狀態(tài)下工作的,當搖臂處于上擺角位置時,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。可見,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。
為了保證搖臂處于上擺角位置時,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上,增加了強制潤滑系統(tǒng)[10]。
強制潤滑系統(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 強制潤滑系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)
強制潤滑系統(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。
強制潤滑系統(tǒng)利用了搖臂電動機的動力,不需另設動力源,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。法蘭蓋可帶動內(nèi)套旋轉(zhuǎn),使外套與內(nèi)套腰型孔錯開,形成封閉的腔體,此時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,能夠適應不同形式搖臂的需求。
強制潤滑系統(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,將電機的旋轉(zhuǎn)傳至齒輪軸。齒輪軸帶動齒輪泵旋轉(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,油路系統(tǒng)由電動機提供動力,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)公式計算管道內(nèi)徑為:夠滿足源源不斷向高處供油的需求。
在飛濺潤滑的基礎上,加設強制潤滑系統(tǒng),能夠保證采煤機截割部中齒輪和軸承得到充分潤滑,同時可降低工作溫度,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,平均每年要更換一次損壞的零部件,加設強制潤滑系統(tǒng)后,易損件壽命延長為原來的兩倍,并可提高經(jīng)濟效益。
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