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煤机设备减速器漏油原因分析及改进措施

所属栏目:矿业论文 发布日期:2021-02-08 10:53 热度:

   减速器作为煤矿机械设备的核心传动部件,其质量直接影响着煤机设备的可靠性和工作效率。 本文针对减速器漏油故障,分析密封类型,找出主要原因,并提出改进措施。

煤机设备减速器漏油原因分析及改进措施

  1 煤机设备减速器密封的分类

  煤机设备常用减速器密封有静密封和动密封 2 种,其中静密封包括端面涂抹密封胶密封和非金属密封,非金属密封有 O 形圈密封、耐油石棉垫、橡胶垫圈密封等;动密封包括骨架密封和浮动密封 2 种,一般输入高速端采用骨架密封,输出低速端采用浮动密封,如图 1 所示。

  2 减速器漏油故障原因分析及解决措施

  从连续采煤机、掘锚机、梭车等多种煤机设备的截割减速器、装载减速器、运输减速器漏油故障深入分析,总结出减速器漏油的基本原因为密封老化、密封关联件质量差、结构设计不合理和装配工艺不规范等。结合减速器漏油故障的原因,将减速器配件从前期设计、材料选择、加工制造、热处理、加工工艺控制到装配服务等进行生命全周期分析,找出减少减速器漏油的对策。

  (1)密封件的质量因煤矿工况的特殊性,密封长期处于粉尘、水等碱性腐蚀性环境中,加快了密封的老化。如果不按期更换密封,轻则出现减速器漏油现象,污染了环境,浪费油脂;重则导致减速器轴承、齿轮等关键部件缺少润滑,出现加速磨损、胶合现象。研究成果表明,密封的形式、结构参数、材质依然是密封泄漏的关键因素,但是目前国内对密封的研究还比较少,产品质量与国外相比还存在一定的差距。在煤机设备维修中,为避免密封自身原因引起的减速器漏油, 尽量采用进口密封或者质量可靠的密封替换。 同时应该注意的是密封在运输过程中要防护得当,防止磕碰、划伤,尤其是浮动密封的金属密封面。另外,定期更换密封也是避免密封老化的一个措施。

  (2)密封关联件的质量

  密封关联件是指安装密封时相关联的零部件,如骨架密封安装轴或轴套、O 形圈安装轴或孔、浮封安装座等。 常见的关联件质量问题导致的漏油:① 一般骨架密封安装轴或轴套的基本寿命为 1 a,但是因骨架密封安装位置表面硬度较低,不耐磨,使用 30 d 左右就会出现划痕;②密封安装轴有毛刺或有尖锐的棱角,使得密封在安装过程中出现划伤;③浮封座安装到位后,未能保证 A 间隙公差在对应浮封的公差范围内。

  动密封关联件漏油问题的应对措施如表 1 所示。高速输入轴处骨架密封一般安装于轴或轴套上,因为轴或轴套的表面粗糙度对油封正常使用有非常关键的作用,一般骨架密封安装位置的粗糙度不得大于 Ra3.2、小于 Ra0.8;从骨架密封中通过的轴/轴套配合区域,应棱角倒钝,去除毛刺飞边,不得有点蚀、生锈现象;为提高轴/轴套的使用寿命,建议选用合适的材料并对其进行热处理,提高材料表层耐磨性,如中速重载轴选用 40CrMnMo,表面高频淬火,硬度 HRC49~55,硬层深度 2~3 mm,表面镀铬。 浮动密封的浮封座安装到位后保证 A 间隙公差在对应浮封的公差范围内,浮封座安装示意图如图 2 所示。

  采用 O 形圈密封的 O 形槽 (包括内径静密封、外径静密封和端面静密封), 建议 O 形槽的设计尺寸(槽宽、轴径、孔径)应按照对应规格 O 形圈的标准要求选择(如 JOY 设备 O 形槽规格按照美国标准设计),O 形圈安装关联面粗糙度为 Ra0.8~3.2,周边圆角过渡,不得有尖棱、毛刺。依靠密封胶密封的联接面,建议联接面粗糙度为 Ra0.8~3.2。

  (3)结构设计煤机设备常处于腐蚀性强、粉尘较大的环境中,若对其工况欠缺了解, 就会存在结构设计不合理的情况,如某煤机设备的装载减速器,该减速器长期处于煤泥环境中,其输出端只设置 1 个骨架密封,无防尘装置,导致煤泥长期浸泡密封件,加速了骨架密封的老化。 文献[2]结合使用工况分析了连续采煤机刮板运输部减速器输出端漏油的原因,并提出了改进措施,很好地解决了该类问题。

  (4)装配工艺密封的正确装配也是避免减速器漏油的一个重要手段,若密封组件装配时操作不规范,导致机械密封在工作时无法形成初始油膜,导致密封环磨损严重并发生漏油故障。规范的操作工艺流程、规范的装配操作方法是控制机械密封漏油故障的关键。因此,在装配环节应该严格按照装配工艺执行,确保任何一个工艺环节都能够控制到位,比如安装前处理密封关联件的毛刺,安装时注意骨架封的方向,正确调整浮动密封 A 的公差范围等。

  3 结语

  分析了煤机设备减速器密封的种类,找出了减速器漏油的原因,包括密封的老化、密封关联件质量差、结构设计不合理和装配工艺不规范四个方面。结合多年煤机设备大修经验,提出了解决减速器漏油问题的措施,为后续的煤机设备的大修提供理论指导和借鉴。

  参考文献:

  [1]江华生. 唇形油封密封性能及其轴表面织构效应的研究[D]. 杭州:浙江工业大学,2016.

  [2]胡振军. 连采设备刮板运输部减速器输出端防尘处理[J]. 煤矿机械,2020,41(7):127-128.

  [3]黄震,付卫芳. 主减速器输入端机械密封漏油故障研究[J]. 机械工程师,2019(7):178-180.

  《煤机设备减速器漏油原因分析及改进措施》来源:《煤矿机械》,作者:刘小霞

文章标题:煤机设备减速器漏油原因分析及改进措施

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