煤矿提升机减速器故障及技术改进的研究.pdf

1煤矿提升机减速器工作原理 提升机主要承担的是运输煤、 物料等相关任务， 减速器是提升机的重要核心部件之一，其结构图见 图 1 所示。 在具体工作时，电机通过联轴器 I 实现对减速 器输入轴 I 的有效带动， 通过输出轴 IV 带动联轴器 II， 最终带动主轴装置运行。 2煤矿提升机减速器常见故障类型 煤矿提升机减速器在实际工作中， 容易出现齿 轮损伤故障、 轴承故障、 润滑油系统故障与箱体故 障等。 煤矿提升机减速器齿轮包括直齿圆柱齿轮、 人 字齿圆柱齿轮与斜齿圆柱齿轮。齿轮容易发生故障 事件， 其出现故障的原因也较多。 减速器工作过程中 齿轮会持续啮合并承受较大的啮合应力，倘若齿轮 的强度达不到工作标准， 那就会发生内部裂纹扩大， 最终出现断齿的状况。 还有齿轮在啮合时， 由于受力 时间的逐渐增加， 就容易发生形变， 形变量会令啮合 效率降低， 从而导致齿轮失效的后果。 从齿轮裂纹形 式来分析主要包括以下两种 使用裂纹与制造裂纹， 制造裂纹是因为在制造时没有做好后期热处理工作 或初始的锻造工作，以及缺少技术检测而产生的裂 纹， 在工作时可能会出现衍生与拓展裂纹， 造成齿轮 失效， 使用裂纹是在使用时出现的裂纹， 其在刚出现 时可以通过弥补或校正来进行正常使用，但如果缺 乏正确的解决方法， 那齿轮就会逐渐失效[1-2]。 减速器工作时， 从设计的方面来分析， 轴承承担 的应力不大， 不会发生结构损伤。但现实中， 因为安 装或工作稳定状况等原因， 齿轮工作时会出现偏转， 带给轴承一定的应力，而应力积累就可能会造成轴 承损伤、 工作质量降低甚至设备受损的状况， 还可能 会发生异响或振动与热量累积的情况，假如维修的 工作人员有较高的维修经验便可以及时定位设备的 问题，但是如果维修的工作人员专业水平较低或对 减速箱体不够熟悉就无法及时发现故障并进行调 整。 无法以肉眼来评判轴承损伤情况， 但受到损伤的 轴承会出现齿轮工作的无规则情况，使得齿轮非正 常磨损，齿轮出现不正常情况通常需要首先考虑轴 承是否出现了问题。 箱体变形通常是由吊起箱体引起的， 由于煤矿 的工作环境相对复杂， 需经常挪动提升减速器的位 置，因此在挪动吊装时有可能出现箱体变形的状 况， 如果未能及时调整， 那么就会出现固定不牢固 的状况。 在减速器的实际工作中，适量的润滑油不仅可 以提高减速器的运行效率，而且还能够减少因摩擦 而产生的机械热量。 但如果设计不合理， 在结合面工 作时， 由于减速箱密封不够严、 不平整误差或受到变 煤矿提升机减速器故障及技术改进的研究 李斌 （大同煤矿集团忻州窑矿大型设备队， 山西大同037021） 摘要 在煤矿提升机工作过程中， 减速器是传递动力的重要组件。但是由于煤矿整体工作环境较为恶劣， 提升 机减速器出现故障的频率较高， 给整个煤矿提升系统安全性带来的威胁较大。基于此， 分析了煤矿提升机减速 器工作原理， 研究了煤矿提升机减速常见故障类型， 并针对性地提出了煤矿提升机减速器的技术改进措施。 关键词 煤矿提升机减速器故障技术改进分析 中图分类号 TD534文献标识码 A文章编号 1003-773X （2020） 05-0113-02 收稿日期 2020-03-17 作者简介 李斌 （1992） ， 男， 本科， 毕业于太原科技大学机械设 计制造及其自动化专业， 煤矿技术员。 DOI10.16525/14-1134/th.2020.05.048 总第 205 期 2020 年第5 期 机械管理开发 MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENT Total 205 No.5， 2020 1中间轴Ⅲ； 2输出轴Ⅳ； 3齿轮 4； 4齿轮 6； 5齿轮 5； 6联轴器Ⅱ； 7主轴装置； 8中间轴Ⅱ； 9输入轴Ⅰ； 10齿轮 2； 11齿轮 1； 12齿轮 3； 13联轴器Ⅰ； 14电动机 图 1煤矿提升机减速器工作原理图 1234567 891011121314 机械分析与设计 第 35 卷 机械管理开发 jxglkfbjb 形的影响， 那么就会出现泄漏润滑油的状况， 减速器 润滑油发生泄露的话，就会大大提高磨损齿轮的速 度， 在工作中出现异响情况， 还会出现高温。 3煤矿提升机减速器的改进措施 良好的密封性能够确保减速器工作稳定，继而 大大降低故障发生概率，其也是装配技术的最终体 现。一般提升机减速器的设计包括静密封和动密封 两种。 静密封是通过准确加工与安装， 运用表面压紧 的技术来进行处理， 使用填充物来完成填充工作， 在 满足密封标准后即静密封达标。但进行动密封时会 多出许多步骤， 这是因为煤矿的工作环境恶劣， 矿井 空气中分布着煤渣与高温气体，容易降低设备的工 作稳定性， 另外机器几乎每时每刻都在工作， 减速器 负担大， 因此， 如何令长期工作的设备达到高密封是 提高密封技术的主要任务。如今国内普遍使用的密 封方法是降低油压令回油得以顺畅，并降低漏油的 概率， 因为提升机设计各有不同， 所以提升密封技术 工作还应与实际工作相结合才可以解决问题。 箱体技术也是减速器的主要技术。在设计机器 时， 其包含刚度、 强度与使用期限等， 而且还会影响 到工作的稳定情况。 从设计与制造技术的角度出发， 可以将减速器箱体分成以下方面焊接型和铸造型 箱体。铸造型箱体应先开模， 开模后的效率比较高， 投入的生产成本也比较低， 经济适用， 但因为铸造的 机械强度偏低、 刚性不够良好， 使得其只适用于部分 工程状况比较好的煤矿， 所以使用的范围狭窄。 但是 因为焊接箱体的强度高、 质量轻等特点， 后期的维修 也只需要分区域进行， 这大大提升了维修工作效率， 其也适合大多数的煤矿企业。 减速箱在工作时出现磨损的概率较高，长期的 磨损不但降低设备的使用期限，还会导致区域的升 温从而产生安全问题。 从润滑角度分析， 使用润滑系 统不但能够降低设备的磨损度，也可以防止因不重 要的摩擦导致工作效率与质量下降，也大大提升了 煤矿企业的经济收益。 在选择润滑系统时， 需要依据 煤矿运营的实际状况来选择合适的系统，这是由于 每种空气状况下的润滑油性质与作用也不同，而使 用后效果更是差距甚大。 例如在井下深的矿井内， 可 以使用浸油飞溅来润滑， 即使这种方法较为老旧， 但 也更为可靠，如果工况简单也可以选择其他方法润 滑， 只有选择合适的润滑油， 才可以最大限度地提高 润滑效率。 长久以来设计齿轮和轴承就是国内煤矿提升机 减速器质量提高的难点，因为齿轮在使用时会持续 受到外部应力的影响，因此在设计时应强化其韧性 与承受力， 还应依据实际状况来选择适宜的齿轮， 不 可以为提高工作而降低强度的标准，如此不但会出 现安全隐患还可能会提升减速器的故障发生概率。 另外， 提升齿轮轴承技术应看重热处理程序， 尤其是 齿轮的热处理与修型工作十分关键，分析得到最好 的热处理方式，降低齿轮变形的情况，提升齿轮精 度， 不但降低了因为低精度发生的磨损与误差， 而且 提高了齿轮的耐用性质， 提升了减速器的使用时间。 设计滚动轴承与滑动轴承也会影响机器的设 计， 此问题体现在程序动压上， 滑动轴承承载要求 高， 使用区域也更为广泛， 滚动轴承的成本较低、 维 修效率也较高， 此外如今国内在滚动轴承方面的设 计与制造技术已较成熟， 所以使用滚动轴承作为主 承载方法也是一个合适的选择。此外， 为了更好地 保证提升机减速器的正常使用，在具体工作中， 还 应当持续加强对提升机减速器的养护工作， 全面增 强养护工作质量和效率， 这对于降低减速器故障非 常有效[3-4]。 4结语 提升机减速器的设计与技术应用是保证煤矿生 产效率和工作安全的重心， 为了降低设备的故障率， 确保工作的绝对安全稳定，不仅应增强日常的维护 与监督工作，而且还需要在技术与结构设计方面从 根源上找出问题、 解决问题， 针对煤矿提升机减速器 中的问题与故障， 改良密封性、 箱体与润滑等方面的 技术，减小齿轮的磨损程度，并延长设备的使用时 间， 研究齿轮的轴承技术， 在确保安全的基础上提高 工作质量与效率， 降低投入成本， 为煤矿企业长期发 展奠定优良的基础。 参考文献 [1]尚慧岭.矿井提升机减速器润滑磨损故障监测及诊断技术研究 [J].矿山机械， 2011， 39 （5） 41-46. [2]夏聪， 刘同冈， 王松， 等.矿井提升机减速器状态监测与预报系 统设计与软件开发[J].煤矿机械， 2011， 32 （6） 271-272. [3]黄金波，杨萍.SOM 神经网络的矿井提升机减速器齿轮故障诊 断研究[J].内燃机与配件， 2019 （11） 149-150. [4]程卫林.提升机减速器故障诊断分析及诊断方法应用[J].能源 与节能， 2019 （7） 187-188. （编辑 贾娟） （下转第 120 页） 114 第 35 卷 机械管理开发 jxglkfbjb 的诊断思路和经验依据。 参考文献 [1]孟岩.基于有限元法的离心压缩机叶轮过盈问题探究[J].通用 机械， 2017 （9） 41-44. [2]马国军， 高俊福， 郭峰， 等.压缩机主轴 - 叶轮摩擦性能及过盈 装配主轴弯曲变形研究[J].大连理工大学学报， 2015， 55 （6） 575-581. [3]张思宇， 郝建国， 胡冰， 等.离心压缩机主轴冷态下的精确矫直 [J].风机技术， 2015， 57 （2） 54-58. [4]翁吉铭， 邵帅， 张思宇.离心压缩机主轴的淬火应力数值模拟 [J].风机技术， 2015， 57 （1） 59-64. [5]郭峰， 苏中帅， 李秀刚， 等.离心压缩机转子叶轮装配应力分析 及拆卸方案研究[J].机电产品开发与创新， 2014， 27 （3） 101-103. [6]杨晓杰， 林楠.压缩机主轴变形分析[J].化工机械， 2006 （2） 83-85. （编辑 赵婧） 图 9检修后的齿轮箱高速轴波形图 Study on Fault Diagnosis and Troubleshooting of Gearbox Noise Qiao Nan, Liang Dongwei, Chen Yunwei, Zhang Di, Zhou Shunxin, Jiang Chuanjie （Turbine Technology Department, Shenyang Blower Group Co., Ltd., Shenyang Liaoning 110869） Abstract During the operation of circulating hydrogen unit of heterogeneous dewaxing unit in a certain factory, there is abnormal noise inside the gearbox. Combined with the relevant atlas of on-line monitoring system, this paper probes into many factors that may lead to abnormal phenomenon of gearbox, analyzes the root cause of abnormal noise, and deals with the disappearance of abnormal phenomenon according to the analysis results, which provides theoretical and case support for diagnosis and analysis of gearbox fault in the future. Key words on-line monitoring system; gearbox; thrust disc -6.00 -4.00 -2.00 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 448384320256192128896832768704640576512960640 时间 /s Research on Fault and Technical Improvement of Coal Mine Hoist Reducer Li Bin （Large Equipment Team of Xinzhouyao Mine, Datong Shanxi 037021） Abstract In the working process of coal mine hoist, reducer is an important component to transfer power. But because the whole working environment of coal mine is worse, the frequency of hoist reducer failure is higher, which poses a great threat to the safety of the whole coal mine lifting system. Based on this, the working principle of coal mine hoist reducer is analyzed, the common fault types of coal mine hoist reducer are studied, and the improvement measures of coal mine hoist reducer are put forward. Key words coal mine hoist; reducer failure; technical improvement; analysis （上接第 114 页） Failure Analysis and Improved Design of Lifting Mechanism Brake Li Guoshuai （Shanxi Ningwu Dayun Huasheng Nangou Coal Industry Co., Ltd., Ningwu Shanxi 036700） Abstract In view of the phenomenon of accidents caused by the braking perance of coal mine hoist, the optimal design of lifting mechanism brake is carried out. The present situation of the lifting mechanism actuator is analyzed, and its specific failure and position are analyzed based on SolidWroks and ANSYS software. Finally, the specific failure position is improved and the finite element analysis of the improved brake is carried out to verify the effectiveness of the improvement. Key words hoist; brake; improvement （上接第 84 页） 120