重型刮板输送机传动装置的可靠性分析及改进.pdf

第4期总第79期 机械管理开发 2004年8月 N o．4 SU MN o．79 M EC H A N I C A LM A N A G EM E N TA N DD E V EL O PM EN TA ug．2004 重 型 刮 板 输 送 机 传 动 装 置 的 可 靠 性 分 析 及 改 进 李水平 山西煤矿机械制造有限责任公司山西太原030031 【摘要】对重型刮板输送机传动装置中减速机、链轮、闸盘的结构进行分析，提出用进口减速机代替国产减速机 以及改进链轮、闸盘结构的具体措施，从而达到提高刮板输送机中传动装置的可靠性。 【关键词】进口减速机结构分析 改进 可靠性 【中图分类号】7r D 528．3【文献标识码】 B 【文章编号】 1003773x2004 04一0046一02 引言 为适应我国煤矿矿井建设向高产、高效发展的需 求，对综采工作面配套设备的可靠性提出了更高的要 求。大功率刮板输送机作为综采工作面的重要一环， 同样需要高的可靠性。但目前综采工作面使用的刮板 输送机尤其是装机功率大于400kw时，暴露出配套的 输送机故障多，其中机头、机尾传动部分的减速机、闸 盘、链轮、盲轴的故障率占到整个输送机故障率的 50％。60％，特别是国产的刮板输送机为大功率减速 机重量大、体积大，使井下安装、运输、维护极为不便。 从而制约了综采工作面向高产、高效发展。因而必须 对机头、机尾传动部分故障率高的元、部件进行结构改 进，以提高刮板输送机的可靠性。 1 进口减速机分析及应用 我厂SGz一764／630型刮板输送机配套的有德国 nEN DEER 公司B 3K M l 4型减速机和我厂生产的 27Js减速机，以此为例分析如下 1 B3K M l 4型减速机高速级的锥齿轮传动采用 的是德国格林根堡K l i ngel nberg ，该齿制的齿长曲线 为延伸外摆线的一部分，属于等高齿。采用H GP 高功 率齿轮加工法，圆弧伞齿轮磨削工艺，消除热处理变 形，精度不低于6级。我厂27JS减速机高速级锥齿轮 采用的是美国格里森齿制Gleaon，采用的加工工艺 是铣齿一渗碳淬火一刮削的工艺，精度达不到7级水 平，国内有的企业甚至淬火后不进行刮削，仅靠热处 理工艺控制变形而且还与对滚的水平高低有关，这些 都是造成齿接触区小，承载能力差而断齿，打齿失效的 原因。具有关资料介绍德国格林根堡齿制比美国格里 森齿制承载能力可提高30％左右。 2B3K M l 4型减速机齿材料采用低碳合金钢 17CrN i M 04，这种钢的强度、韧性、工艺性均好于我厂27JS 减速机齿轮作材料20C r M nTi。具有关资料介绍，采用 作者简介李水平。男，1969年生，1992年太原工业大学机械学毕业工程师。 46 17cr N i M 04材质和成熟热处理工艺制造的齿轮与用 20cr M nTi制造的齿轮相比，弯曲强度和寿命均可提高 几倍。 3FLEN DER 公司根据刮板输送机使用的恶劣 工况，在输入、输出轴端的部位采用非接触耐磨迷宫式 密封片式密封带副唇的骨架式油封组成的组合式 密封结构，比国产减速器使用的双唇式骨架油封密封 效果好。不仅解决了渗漏油问题，而且具有很好的防 尘性能，大大降低了减速机由于粉尘污染油质而导致 的轴承、齿轮磨损失效。 4减速机齿轮设计均采用特大的齿面接触比设 计，最终加工均采用磨齿，齿轮的精度等级均在6级以 上。而国产刮板输送机配用的减速机要求精度等级仅 为87级，齿轮副接触斑点按齿高不小于45％，按齿 长不小于60％。这样相比同样模数齿轮的接触疲劳极 限要提高10％一15％。 5FLEN D ER公司B3K M l 4型减速机体积比我 厂用27JB 减速机缩减1／3，重量轻1．8t ，从而解决了 机头、尾传动部在综采工作面狭小空间布置困难的难 题，且为传动部的使用维护及拆装提供了操作空间，有 利于与端头支架的配套。 6选用的进日减速机使用的轴承均为sFK 或 FAG 公司生产的轴承，基本上解决了因轴承本身的质 量问题而造成的减速机故障，尤其是高速轴由此引起 的损坏。 2 链轮闸盘结构分析及改进 2．1 链轮 1首先从受力情况分析，旧结构的机头、尾传动 部采用链轮为内花键，无轴承支撑结构，一侧靠减速机 四轴外花键支撑并传递扭矩。另一侧靠盲轴支撑，链 轮所承受的链条拉力完全要通过减速机四轴和盲轴 的轴承传递到机架上，极易造成四轴及盲轴轴承的损 坏。而新设计的链轮组件采用穿轴自带轴承结构，通 第4期总第79期李水平重型刮板输送机传动装置的可靠性分析及改进 2004年8月 过轴承座固定在机架上，这样链轮承受的链条拉力完 全由链轮组件直接传递到机架上，增加了机架的稳定 性，改善了减速机四轴的受力状况，使其轴承不再承受 弯矩，大大提高了其可靠性。同时从结构上去掉了故障 率高的盲轴。 2从密封结构上看，老式结构的花键联接部位在 机架的内侧，直接与输送的煤相通，中间虽有迷宫式注 脂密封，由于链轮的浮动仍不可避免粉尘进入花键部 位，造成磨损失效。而且该结构的密封要求每班注脂， 维护极其不便。改进后的结构为链轮组件外花键与减 速机的内花键联接，连接部位在机架侧板外侧且藏于 垫架孔内，使粉尘不易进入，避免造成花键磨损失效。 改进后的花键部位不再采用表面淬火处理而改用调质 处理，提高了花键的配合精度便于装配。 3改进后的链轮采用稀油润滑，机械式浮动密封 以及结构先进的远程注油方式，易于维护。作为易损件的 链轮体与链轮轴采用矩形花键联接，更换比较方便。 2．2 闸盘 国产减速机轴圆弧伞齿轮轴端花键采用的是铣齿 后渗碳淬火，花键部位变形大，造成与之相联接的闸盘 组件配合不易控制，因而时常损坏闸盘，甚至造成轴圆 弧伞齿轮花键损坏及一轴组件的轴承损坏。而进口减 速机高速轴端花键采用的是调质H B300左右后加工花 键，其精度高。与其相配的闸盘也采甩优质仝金翎阔质处理， 保证配合紧密可靠，从而降低了闸盘组件的损坏故障。 3结论 配用进口减速机，并改进与之相联接的链轮、闸 盘结构的刮板输送机传动装置首先应用于我厂生产 的sG z一7“／360刮板输送机上，于2000年初在晋 城煤业集团成庄煤矿和大同煤业集团四台矿同时进 行工业性试验，试验结果令人满意。尤其在工作面条 件非常恶劣，淋水、片帮严重，多次冒顶的情况下进行 试验，但输送机的运行未受大的影响，运行平稳可靠， 减速机温升、噪音低，包括链轮在内未见任何渗露现 象，可谓经受住了井下水害、片帮、冒顶等恶劣工况的 考验。同年。我厂又把这项技术推广到SG z一764／400 型刮板输送机上使用。 总之，从改善刮板输送机的减速机人手，成功将 德国FL EN D ER、SEw 公司减速机应用到刮板输送机 上德国FL EN D ER、sEw 公司都是世界著名的减速 机生产商，但其减速机从未在刮板输送机上使用过 ， 从而大大提高了刮输送机的可靠性和使用寿命。据我 们现场跟踪和用户反馈来看，这类刮板输送机运行状 况良好，可靠性高，故障率减少60％以上，深受用户 欢迎。现在，这类刮板输送机在晋煤业集团、山西焦煤 集团、同煤集团以及省外的龙口煤业集团、海渤湾矿务 局等得到迅速推广，市场前景经济效益非常看好。 收稿日期20040412 Rel i abi l i 锣A nal ysi s and Im pr oV em ent of H ea、可Dut yScm perC onV eyor D r i VeU Il i t Li Shl l ipi ng LA bs咖ct J Byst m c t ureanal ysisofreducer，chai nwheel 册dbm kedisc ofheavydut r sc隐pe rconveyor dri ve unit ，put s forw ar di m portreduceri nst eadofdom e st i cone，t o i m pm Ve曲m cture ofchai nw heelandbrakedisc spec i 6edm e聃uresfor w hich hei ght en t hei r I℃lia bilit y 【K eywor dsJI m ponreducer St m ct ur eanal ysis Im pr ovem entRel i abi li t y Ar 廿dem ] 1003773x2004 040046一02 鲨盥望篁望望竖篁望篁颦塑鲎篁篁篁鳖篁篁篁篁塑篁鲎颦望篁篁篁竖篁篁塑竖鲎篁篁篁篁竖篁塑篁鳖鲨望簧塑篁鳖 上接第45页 5设备爆炸后由于内部饱和水迅速汽化，体积急 剧膨胀，产生了巨大的二次压力，它与爆炸压力形成 合力，将筒体撕成三段。 间，进水阀严重泄漏，当压力为5．6M Pa的高压冷凝水 不断流入闪蒸槽时，压力逐渐升高，排水阀被关闭，又 不能排水卸压，致使容器发生超压爆炸。 综上所述，闪蒸槽的爆炸原因是该设备在停运期 收稿日期2004一0227 Expl osi onCauseA nal ysi sofFl ashV essel W angH ei ya LAbst r actJThi s paper i nt roducestIle expl osi on sit uati onof hi ghpI essur econdensedw 8t ern鹊hves8e1andanalvzest he c8useofexplosion． [ Keywords] Fl a8hvessel Expl osi on c跏se 【cL Cnum ber ] TK l 7 D ∞um ent ∞de]BAnicl eID ] 1003773x2004 040045一02 47