王海兵 劉勝志 曹海青
(神華集團(tuán)神東有限公司,陜西大柳塔 719315)
摘 要:根據(jù)井下使用、檢修、維護(hù)及地面維修等各方面的反饋信息,發(fā)現(xiàn)神東礦區(qū)使用的采煤機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪軸在密封設(shè)計(jì)上存在缺陷,造成密封效果不良,且不易裝配,增加了(維)檢修工作量。通過總結(jié)分析,提出了如何改進(jìn)久益采煤機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪軸密封的措施。
關(guān)鍵詞:驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu);密封不良;改進(jìn)措施
1 前言
神東公司自1996年引進(jìn)美國JOY公司6LS型直流電牽引采煤機(jī)在公司使用至今,為公司煤炭生產(chǎn)連創(chuàng)世界新紀(jì)錄做出了重大貢獻(xiàn)。但在實(shí)際使用中采煤機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)齒輪軸承密封不良,造成泄漏,軸承腔內(nèi)進(jìn)入粉塵,從而影響軸承潤滑效果,使軸承非正常損耗嚴(yán)重,造成軸承和油品消耗量大,甚至磨損驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱體的事故時(shí)有發(fā)生,致使整機(jī)未到大修期而被迫更換驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的情況時(shí)有發(fā)生。尤其是2004年6~9月份,項(xiàng)修的LWS507,LWS470采煤機(jī),新裝配的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在整機(jī)測試時(shí)就發(fā)生了嚴(yán)重的泄漏現(xiàn)象,致使重新裝配驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)而延長了工期,盡管如此,密封效果還是不很理想,因?yàn)轵?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)齒輪軸承密封存在明顯故障。
2 故障分析
2.1采煤機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)軸承的工況條件
(1)工作介質(zhì):320
#齒輪油、煤粉。
(2)速度:≤6.74r/min;9.15r/min;11.46r/min;7.87r/min;5.32r/min(此速度因電機(jī)A,B傳動(dòng)齒輪齒數(shù)的不同而不同)。
2.2密封結(jié)構(gòu)
JOY公司的6LS采煤機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)齒輪軸密封采用的是O形密封,由于在井下使用過程中,O形密封磨損嚴(yán)重,拆卸時(shí)常發(fā)現(xiàn)被磨損成扁形,密封效果不良。JOY公司經(jīng)過改進(jìn)而選用無骨架支承的Y形孔密封。如圖1所示,傳動(dòng)齒輪上的密封主要作用是防止320
#齒輪油泄漏,同時(shí)起到防塵作用。
Y形無骨架支承密封一般用于潤滑脂,活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的防塵環(huán)或低速(v≤0.5m/s)條件下的密封。而久益6LS-05型采煤機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸承為320
#齒輪油潤滑,所以此密封難以滿足此驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工況條件及相關(guān)特性要求。主要存在的問題如下:
?。?)密封是由橡膠硫化而成,無骨架支承,外圓缺乏剛性,強(qiáng)度低,轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)密封在軸承內(nèi)產(chǎn)生晃動(dòng)和滑移。
?。?)工藝性差。由于密封為孔用密封,在裝配時(shí)唇口要朝向潤滑油側(cè),而唇口尺寸大于后端,而此處又是暗裝配,無法使用輔助工具,極易使密封唇口剪裂、扭曲或外翻,拆卸時(shí)常發(fā)現(xiàn)唇口殘缺不全。外方提意反向安裝(即唇口向外)。由于反向安裝容易,唇口不易損壞,起到了防塵作用,但油液極易從密封小端沿斜面泄漏,當(dāng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生溫升,由于Y形密封唇是由橡膠制成的,橡膠在溫升時(shí)產(chǎn)生變形、收縮,常會(huì)造成泄漏現(xiàn)象,所以效果仍然不好。
?。?)密封唇口尺寸,腰部結(jié)構(gòu)明顯存在缺陷。若密封損壞而產(chǎn)生泄漏,大量粉塵便進(jìn)入軸承腔,當(dāng)此機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)時(shí),有時(shí)燒壞軸承。而井下條件很難更換軸承,只有更換驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),直接影響礦井正常生產(chǎn),并使設(shè)備維修成本增加。
3 改進(jìn)措施
(1)選用有骨架支承的L形軸密封。
?。?)將軸承壓圈上與軸承杯上方各加工出如圖2所示(L形骨架支承密封安裝局部圖)安裝L形密封的臺(tái)階孔,將L形有骨架支承軸密封如圖2所示唇口朝向軸承側(cè)安裝到位。
?。?)在傳動(dòng)齒輪上加工一組密封用金屬環(huán)(密封環(huán))過盈裝配到齒輪軸上,并用電焊點(diǎn)焊,以防止其長時(shí)間工作后脫落。
?。?)在安裝時(shí),將齒輪吊起垂直裝入下端箱體內(nèi)的軸承杯內(nèi),使密封環(huán)與L形有骨架支承的密封緊密接觸。因?yàn)槊芊獯娇诔蜉S承方向,大口處向齒輪方向,齒輪軸上密封環(huán)容易通過密封大口處,故安裝容易,不會(huì)損壞此類L形有骨架支承的密封唇口。同理安裝另一側(cè)軸承杯上的密封。
?。?)在自由狀態(tài)下,L形有骨架支承的密封內(nèi)徑比軸徑小,即有一定的過盈量(過盈量可取1~2mm),油封裝到軸上后,其唇口的壓力和自收緊彈簧的收縮力對軸產(chǎn)生一定的徑向抱緊,遮斷泄漏間隙,達(dá)到密封的目的。且此類L形有骨架支承的密封安裝位置小,軸承尺寸小,使機(jī)構(gòu)緊湊,密封性能好,使用壽命長,對機(jī)構(gòu)的振動(dòng)和主軸的偏心有一定的適應(yīng)性,拆卸容易,檢修方便,且價(jià)格便宜。
4 結(jié)語
選用L形有骨架支承軸密封,外圓剛性強(qiáng),強(qiáng)度高,轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不會(huì)在軸承內(nèi)晃動(dòng)和滑移,密封設(shè)計(jì)合理,安裝容易,唇口不會(huì)損壞,且唇口彈簧不易掉出,唇口有彈簧收緊,密封性強(qiáng),不易泄漏,粉塵不易進(jìn)入軸承腔,從而有效地防止了漏油、粉塵進(jìn)入軸承腔而使軸承磨損加劇,以及燒壞軸承故障等的發(fā)生。
來源:《煤礦機(jī)械》2005年第6期