劉 斌

（西山煤電（集團(tuán)）有限公司東曲多種經(jīng)營(yíng)分公司，山西 古交 030200）

引言

采煤機(jī)是煤礦開采的重要機(jī)械設(shè)備，其安全運(yùn)行關(guān)系著煤礦生產(chǎn)安全和煤礦工人的生命安全，嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的維護(hù)措施是保障采煤機(jī)正常運(yùn)行的前提，在實(shí)際工作中，要結(jié)合采煤機(jī)具體型號(hào)和相關(guān)技術(shù)規(guī)程制定科學(xué)的潤(rùn)滑策略，才能夠提高煤炭開采效率和延長(zhǎng)采煤機(jī)使用壽命。

1 采煤機(jī)常見潤(rùn)滑工藝

1.1 液壓油潤(rùn)滑工藝

大部分采煤機(jī)都采用液壓作為動(dòng)力來(lái)源，液壓油在傳遞能量的同時(shí)也起到了散熱和潤(rùn)滑的作用。一般的液壓油都具有抗氧化性和抗泡性，由于采煤機(jī)的應(yīng)用環(huán)境惡劣，更應(yīng)該選擇優(yōu)質(zhì)的液壓油，保障其在存儲(chǔ)和應(yīng)用環(huán)節(jié)不變質(zhì)。液壓油的黏度是選擇液壓油種類的一個(gè)重要指標(biāo)[1-2]，隨著液壓油黏度的增高，其潤(rùn)滑效果也就越好，但是液壓油的黏度并不是越大越好，因?yàn)殡S著液壓油黏度增大，液壓油在液壓管路中的流動(dòng)性逐漸變差，因此會(huì)降低液壓油的散熱效果，總而言之，液壓油的潤(rùn)滑效果和散熱效果相互制約，實(shí)際選擇液壓油種類時(shí)，可以根據(jù)被潤(rùn)滑部件的負(fù)載來(lái)決定其黏度，對(duì)于負(fù)載較大的齒輪而言，以粘度大、潤(rùn)滑效果好為主，對(duì)于負(fù)載較小的齒輪而言，以黏度較小、散熱效果佳為主。

1.2 齒輪油潤(rùn)滑工藝

齒輪油在采煤機(jī)中的作用有兩方面，一是采煤機(jī)零部件運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的熱量隨著齒輪油的循環(huán)發(fā)散出去，保持采煤機(jī)運(yùn)動(dòng)零件不至于溫升過(guò)高；二是在齒輪等零件表面形成一個(gè)潤(rùn)滑膜，降低齒輪與齒輪的摩擦因數(shù)，減小齒輪運(yùn)動(dòng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，提高電機(jī)或泵的能量利用效率。齒輪油的選擇和維護(hù)需要根據(jù)采煤機(jī)的工作環(huán)境和運(yùn)行周期進(jìn)行科學(xué)選擇和制定。不同齒輪油在不同溫度和濕度下的潤(rùn)滑效果具有顯著不同，如果被潤(rùn)滑零件的轉(zhuǎn)速較快，導(dǎo)致齒輪油溫度高，就會(huì)使齒輪油迅速劣化，在選擇齒輪油時(shí)要考慮采煤機(jī)潤(rùn)滑部位的溫度和濕度[3-4]。

2 采煤機(jī)關(guān)鍵部件潤(rùn)滑技術(shù)研究

2.1 齒輪箱

采煤機(jī)齒輪箱內(nèi)的關(guān)鍵零件為齒輪和軸承，相比于齒輪，軸承對(duì)潤(rùn)滑的要求更高，這是因?yàn)檩S承的套圈和滾動(dòng)體之間存在著大小和方向不斷變化的載荷，在這個(gè)載荷的作用下，軸承各部位極易出現(xiàn)點(diǎn)蝕、裂紋或者表面剝離等損傷，隨著采煤機(jī)運(yùn)行時(shí)間的增加，軸承損傷不斷擴(kuò)大，就會(huì)引起齒面膠合、軸承失效等，因此，齒輪箱的潤(rùn)滑技術(shù)一定程度上決定了齒輪箱的可靠性。齒輪箱的潤(rùn)滑方式有多種，常用的有油浴潤(rùn)滑、離心潤(rùn)滑、油霧潤(rùn)滑和循環(huán)潤(rùn)滑等，油浴潤(rùn)滑就是在齒輪箱的油槽內(nèi)注入潤(rùn)滑油，利用齒輪箱工作時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)帶起潤(rùn)滑油，潤(rùn)滑油在齒輪飛速轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中不斷被上下帶起落下，熱量得到釋放。油浴潤(rùn)滑常見于中小型齒輪箱，對(duì)齒輪的轉(zhuǎn)速有一定要求，一般采用這種潤(rùn)滑的齒輪轉(zhuǎn)速在3~15 m/s之間[5]。離心潤(rùn)滑的原理是在齒輪齒面上加工出油小孔，在齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中利用離心力將潤(rùn)滑油甩出在齒面，這種潤(rùn)滑方式對(duì)零件加工和轉(zhuǎn)速要求較高，因此只在高速大型齒輪中偶有應(yīng)用。油霧潤(rùn)滑是利用壓縮空氣將潤(rùn)滑油霧化為微米級(jí)別的油滴，通過(guò)空氣彌散在齒輪面上，因此油污潤(rùn)滑的需油量小，潤(rùn)滑效果均勻，壓縮空氣的散熱效果好。循環(huán)潤(rùn)滑的工作原理是通過(guò)油泵強(qiáng)迫潤(rùn)滑油在油箱和齒輪箱之間流動(dòng)，適用于轉(zhuǎn)速快，功率大的圓柱形齒輪傳動(dòng)箱。

2.2 牽引部

大多數(shù)采煤機(jī)選用液壓的形式作為動(dòng)力進(jìn)行能量驅(qū)動(dòng)，液壓系統(tǒng)的柱塞泵壓力較高，當(dāng)采煤機(jī)的負(fù)荷變化劇烈的時(shí)候就容易出現(xiàn)零件之間直接的固體接觸。因此在采煤機(jī)設(shè)計(jì)階段就不僅要考慮液壓能量的基本要求，還應(yīng)當(dāng)使系統(tǒng)滿足齒輪潤(rùn)滑的要求[6-7]。液壓油的黏度在不同的轉(zhuǎn)速下具有明顯的差異，當(dāng)采煤機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，液壓油在液壓泵的推動(dòng)下劇烈攪動(dòng)，黏度指數(shù)就會(huì)超過(guò)允許的范圍，因此工作人員要通過(guò)控制采煤機(jī)的負(fù)載來(lái)使液壓油的黏度變化在合理范圍內(nèi)，不僅要保障牽引功能的正常，還能保障潤(rùn)滑和散熱等方面的要求。

2.3 截割部

采煤機(jī)的截割部所處的環(huán)境非常潮濕，這種環(huán)境下常采用飛濺潤(rùn)滑的方式對(duì)齒輪進(jìn)行潤(rùn)滑，并且應(yīng)當(dāng)采用抗乳化性和抗氧化性較好的潤(rùn)滑油。在截割部潤(rùn)滑方案中，應(yīng)當(dāng)著重考慮齒面負(fù)荷、高溫和齒面滑動(dòng)等三個(gè)因素。采煤機(jī)的齒輪都是低速運(yùn)轉(zhuǎn)和高速重載運(yùn)行的，潤(rùn)滑油選擇非極壓性潤(rùn)滑油，在適應(yīng)采煤機(jī)負(fù)荷的條件下使齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)更加自如。采煤機(jī)重負(fù)載運(yùn)行情況下，齒輪齒面和軸承等部位會(huì)嚴(yán)重發(fā)熱，導(dǎo)致潤(rùn)滑油散熱不及時(shí)，長(zhǎng)期運(yùn)行在高溫環(huán)境的潤(rùn)滑油極易發(fā)生變質(zhì)，實(shí)際選擇潤(rùn)滑油類型時(shí)要滿足其能在70℃的高溫下長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，且其黏度不發(fā)生顯著變化。最后，齒輪齒面的滑動(dòng)速度也會(huì)影響潤(rùn)滑效果，有相關(guān)研究表明，齒輪齒面滑動(dòng)速度越快，越容易形成油膜，二者之間存在正比例關(guān)系，在潤(rùn)滑油選型時(shí)要盡量選擇擠壓性能良好的潤(rùn)滑油[8]。

3 集中潤(rùn)滑技術(shù)在采煤機(jī)上的應(yīng)用

采煤機(jī)上不同部位的潤(rùn)滑技術(shù)各有側(cè)重點(diǎn)，但是其潤(rùn)滑維護(hù)工作量大，潤(rùn)滑周期和潤(rùn)滑質(zhì)量無(wú)法做到整機(jī)統(tǒng)一，因此目前整機(jī)自動(dòng)集中潤(rùn)滑技術(shù)開始逐漸應(yīng)用在工程機(jī)械和車輛領(lǐng)域。自動(dòng)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)有一套獨(dú)立的微機(jī)程序，采煤機(jī)開始運(yùn)行后，如圖1所示為采煤機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖，潤(rùn)滑泵的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)在液壓系統(tǒng)管路的供油下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，潤(rùn)滑油從油箱內(nèi)被壓出，按照程序設(shè)定的油量直接傳輸?shù)街付ㄝS承和齒輪，集中潤(rùn)滑技術(shù)有遞進(jìn)式和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式兩種，這兩種方式各有利弊，遞進(jìn)式潤(rùn)滑方式情況下，潤(rùn)滑油在分配器的分配下逐級(jí)分配到待潤(rùn)滑部位，這種方式節(jié)省管路，但是分配器容易堵塞，增加了工人的維護(hù)成本。為了提高潤(rùn)滑系統(tǒng)的可靠性，許多集中潤(rùn)滑系統(tǒng)取消了逐級(jí)潤(rùn)滑分配器，直接將潤(rùn)滑油以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式輸送到齒輪齒面或軸承部位，雖然增加了硬件投資，但是潤(rùn)滑部位邏輯獨(dú)立，不僅方便維修，而且使?jié)櫥|(zhì)量得到了提高。

圖1 液壓系統(tǒng)原理