掘进机装载机构减速箱密封装置的改进.pdf

4 2 煤矿机械 1 9 9 8年 第 6期 伫 移 掘进 机 装 载 机构 减速箱 密 封 装置 的 ，进 纠 j ∞ ∞ D 6 墀 科 雇 朊 太 缘 分 阮 至 墅 一 摘要指出 了骨架式油封在掘进机装载机构减速 葙使用 中存在 的弊端和使 甩浮动 密封 元件的优点 ， 并对浮动 密封 的结构特点和密封机理进行 了分析 关 键 词 芝 兰 浮 动 密 封 边 1 黜 3 黝列 掰 重 载 齿轮 传 动 ， 具 有 冲击载荷 大 、 工 作环 境 恶 劣 、 工 作 空 间狭小 等特 点 。 该 减速 箱 常授 在 煤 岩泥 浆 中 ， 矿 井水 、 煤粉 和岩 尘等 杂 物极 易沿 输入 、 输 出轴 进入 箱体 内， 导致磨 损锈 蚀箱 内 的齿轮、 轴承等零件 ， 严重 时煤 岩浆 充满体 内， 使传动系统 出现故障， 迫使整台掘进机停 止 作 业 ， 给煤矿 带 来 巨大 损 失 。 因此 ， 对 选 好 减速箱的密封形式 ， 使其既有 良好的密封性 能， 又有较长的寿命 ， 就显得特别重 要。 2 骨架式油封 以往 国产 掘进 机 中的旋 转密 封通 常 采 用 骨架式油封 ， 井配合迷宫密封结构 。 这种密封 结 构承 受工 作压 力 低 ≤ 0 ． 0 5 MP a ， 当使用 于 煤 矿 井下 恶 劣环 境 中时 ， 在 工 作 面掘 进 过 程 中 ， 就 会 有 大量 的 煤岩 泥 浆堆 积 在 减 速 箱 周 围， 密封部位将受到严重的磨损和腐蚀的 作 用 ， 致 使 油封 磨损 、 变形 ， 难 以在 长时 间 内 保持 良好的 密封效 果 ， 导致 密封 失 效 ， 减 速箱 沿轴漏油， 煤尘、 岩粉和矿井水等沿轴授 人箱 体 内， 造 成减 速箱 内部 齿轮 、 轴承 等 元件 的损 坏 。 因而 ， 使 用 寿命 短 、 可 靠性 差 ， 具 有较 大 的 弊端 。 国 产 E I 一 9 0型 掘进 机 装 载 机 构减 速 箱 开 始采 用 此 种密 封结 构 ， 在井 下 使 用往 往 只 能 工作 1～ 2个作 业 班 碱速箱 内部 就 浸 人很 多煤 泥 杂质 ， 而需 进行 检 修处 理 。 五”重 点科 技 攻关 项 目 EB J 一 1 6 0型掘 进 机的 研 镧 中 ， 装载 机构 减速 箱 大锥 齿 轮 偏 心 盘处 和小 锥齿轮 轴 出轴 处都分 别设 有 大小 直径的 浮动密封， 经减速箱 l 0 0 0 h寿命试验和井下 长时间实际使用， 密封处运转可靠 ， 无泄漏现 象 ， 达到 了预期 的 设计 目的 。 实践 证 明 它完全 满 足 煤 矿井 下 恶 劣 环境 工 作 条 件 ， 是 一种 较 好 的 密封元 件 。 3 ． 1 浮 动 密封 的组成 浮 动 密 封本 质 上 是 一 种 防 尘 机 械 密封 。 它是由一对金 属密 封环 1 、 大截面直径的橡 胶 形 圈 2和浮 封环 座 腔 3等组 成 的密 封装 置。 其结构如图 l所示 。 由于金属密封环定位 组装 在 O形 阍上 ， 金属 密 封环 在轴 向、 径 向都 能 获得 一定 的浮 动位移 ， 故 称 为浮 动密 封 。 囝 I 浮动密劐 l 、盘属密封环 z ．橡胶 0形圈 3 ．洱封环座腔 3 、 2 浮动 密封 的密封机 理度 结构 特点 浮 动密封 是靠 受挤 压的 形 圈弹性 作 用 力在两浮封环接触表 面产生必要的压紧力 ， 维普资讯 1 9 9 8年第 6期 煤矿机械 4 3 使 两浮封环端面紧密贴合 ， 并在端面问维持 一 层 极 薄 的 基 本 完 整 的 油 膜 而 达 到 密 封 目 的 。 为 切 实保 证 密 封环起 着 密封 作 用 ， 必 须装 紧 ， 保 证 有一 定 的 弹性 力作 用 在 O形 圈上 ， 使 其 产 生压 缩 变 形 。 如 图 2所 示 ， 0 形 圈受 压缩 时 产生 的弹 性 作 用 力 为 F， F 对 浮 封 环 产生 的轴 向 力 F，Fs i n ， 图 2 密 封 环 受 力 一 般 要 求 轴 向 力 对 摩 擦 工 作 面 上 产 生 0 ． 6 MP a的单位压力为宜 ， 即 两浮封环之间 的相 对压 力 P F 0 ． 6 S 式 中S 浮封 环 的工作 面 积 轴 向 力 不能过 大 ， 否则 ， 两 浮封 环接 触过 紧 ， 破 坏 油 膜 而 加快 磨 损 ． 以致 使 密封 失 效 。 轴 向力 过小 ， 就 没 有 足够 的力 使两 浮 封 环 端 面紧贴而造成渗祸 。 对不同规格 的密封 ， 按其 工作 面 要求 ， 有不 同 的轴 向力 。 这 次 设计 中采 用 的浮封 环 由耐 磨合 金 铸 铁 制 成 ，密 封 面 需 成 对 研 磨 ， 表 面 硬 度 为 HR C 5 8～ 6 2 ， 具 有 很 高 的 耐 磨 和 抗 腐 蚀 性 能 。 浮封环的截 面为 马鞍形 ， 需 成对使用 ， 一 个 随旋 转 件 旋 转 ， 称 为 动 环 ， 另 一 个 相 对 静 止 ， 称 为静 环 。 浮封 环 上有 很 窄 的滑 动 面 宽 度初始值为 2～ 3mm 和约 3 的锥形面 ， 既 保 证有 一 定 的 密封滑 动 接 触面 ， 又 有润 惜 液 容 易到达密封面的倾斜缝 隙， 达到 了密封 和 润滑 的目的。 形圈由丁腈橡胶制成， 具有耐 油、 耐磨、 耐腐蚀和抗老化性的特点， 在 密封 系统 中O形 圈 的主要 作 用是靠 变形 储存 的弹 性 力使 两 个 浮封 环相 互接 触 ， 并 产生 必 要 的 ，i ‘ I 端 面 比压 ， 并当密封端面磨损后给予轴向补 偿 。 同 时 ， O 形 圈 与浮 封 环 及 座 腔 相 对 静 止 ， 起 静 密封 作 用及 靠弹 性摩 擦 力传 递 力矩使 浮 封 环 同座腔 同速旋转 。 在浮封环座腔 内有一 个 内锥 面 ， 靠 此 内锥 面 O形 圈托 起浮 封环 ， 使 其 具有一定的浮动缓 冲功能， 保证密封端 面 时刻 贴 紧而 防止 产生 泄漏 。 因此 ， O 形 圈 既是 弹 性 的静 密 封 元件 ， 又 是定 位 传 递扭 矩 和起 补 偿 作 用 的 元 件 ， 并 且 当密 封 环 磨损 和 承 受 一 定 的倾 覆 力矩 时 ， 由于 O 形 圈 的弹 性 力 作 用 ， 浮 动 密封 仍 能维持 正 常工作 ， 而不 受外 界 恶 劣 环境 对 它的 影响 。 上述 分 析得 知 两 浮 封 环 之 间 的相 对 压 力 是 最关 键 的参 数 。 为 切实 保证 其 密封 性能 ， 不仅要求结构设计合理， 而且制造、 安装也应 引起足够的重视， 需用专用工装 和量具 保证 制造精度 ， 用专用工具保证安装质量 。 4结 论 综 上所 述 ， 浮动 密 封具有 结构 简单 、 密封 可靠 、 能 自动补偿、 使用寿命长、 抗磨损抗腐 蚀 能力强 的特点， 适合于煤矿井下恶劣条件 的 工 作环 境 中 使 用 ， 是一 种 较 理 想 的防 尘 密 封 ， 它将 会 在 矿 山机 械 中得 到 愈 来 愈广 泛 的 应用 。 参 考 文 献 l 机械工程手册北京 t 机挂工业出版杜 ， 1 9 8 0 2 浮动 密封 试验室 台架 试验 报告 ．太 娘 煤科 院 太原分 跷 ， l 9 8 9 怍者 筒介 戴志哗 ， 站 岁， 工程师． I 9 8 7 年毕业于中国 矿业学 院矿山机 械系机 械设计 专业， 一 直从事综 掘机 械化 的研究和设 忡工作， 参加过 国寡 八五 重点科技攻 关项目 。 EB J 一 1 6 0重型掘进 机的研 制 的谭题 ， 且通 过 了国家计委 委托煤炭部组 织的鉴定 } 并参加过多项 部缀、 院级项 目． 发 丧论文多篇 ， 收祷 日期 { 1 9 9 8 --0 3 --1 7 维普资讯