采煤机摇臂齿轮箱冷却方式改进.pdf

山西科技S HA N X I S C I E N C E A N D T E C H NO L O G Y 2 0 1 1 年第 2 6 卷第 5 期 ●应用技 术 采煤机摇臂齿轮箱冷却方式改进 王 宝 太重煤机有限公 司， 山西太原 ， 0 3 0 0 3 2 摘要 针对采煤机摇臂在使用过程 中温度过高、 使用寿命减少的缺点， 通过对采煤机摇臂齿轮 箱体冷却方式的改进 ， 增加了摇臂齿轮的使用寿命， 加强了外喷雾的喷水量， 降低了采煤 工作 面的粉 尘浓度 。 关键词 采煤机； 摇臂； 齿轮箱； 冷却方式； 改进 中图分 类号 D 4 2 1 ． 6 1 文献标 识码 A 文章编 号 1 0 0 4 6 4 2 9 2 0 1 1 0 5 0 1 1 3 0 2 滚筒采煤机是煤 矿采掘 的重要设 备 ，是 实现煤矿 生产机械 化和现代化的重要设备之一。它主要与工作面运输机 、液压支 架、 皮带运输机等配套使用。本次改进在吸取了前人经验的基础 上， 摇臂壳体增加了水道 ， 加强了摇臂齿轮箱体的冷却 ， 使摇臂 齿轮箱的温度能保持在安全温度之内，增强了摇臂齿轮箱中齿 轮的使 用寿命 。 1 采煤 机摇臂 结构 简述 摇 臂安装于采煤机 的两端 ，与 主机架铰接 ，摇臂有 左右之 分， 分别由两台交流电动机驱动， 横向布置在摇臂尾部。由电动 机的动力通过与电机输出轴联接的第一传动轴带动与第一传动 轴用花键联接的齿轮 ， 齿轮经过减速， 通过一系列惰轮把动力传 递给行星减速机构， 行星减速机构带动滚筒座旋转。 摇 臂的供水系统是通 过软管 、 接头将水送 到摇臂 的进水块 ， 进入进水块的水通过分流分成两路 ，一路水通过安装于摇臂行 星减速装置内的内喷雾管， 将水从采空侧送到采煤侧 ， 由分配盘 将水分三路送至滚筒的端盘及螺旋叶片，最后由截齿前的喷嘴 喷出， 起到降低采煤工作面的煤尘含量及冷却截齿的效果。另一 路进入齿轮箱体内的冷却器，通过冷却器中的铜管降低齿轮箱 内的温度 。 2 摇臂齿轮箱冷却方式 改进 由于摇臂齿轮箱内齿轮 、 轴承转速高， 传递功率大， 因而齿 轮 腔温升较 高 ， 易产 生较大 的热量 ， 影 响齿轮 、 轴承等重 要零 件 的寿命， 故在摇臂齿轮箱低速腔装有水冷却器 ， 来降低油温， 但 采煤机在实际运用 中， 齿轮箱体的温度高达 8 O℃， 对轴承及密 封圈危害较大。改进的目的是改变冷却方式， 改进冷却效果， 将 铜管冷却变为箱体水道冷却， 使齿轮箱体的温度降低到 6 O℃以 内， 保证各轴组可靠运转。 在摇臂壳体上开 出水槽进 行箱体 冷却 ，通过进 水块接 入冷 却水 ， 在摇臂行星头部位安装 喷嘴 ， 将 冷却后 的水通 过外 喷雾 喷 收 稿 日期 2 0 1 1 -0 6 -2 8 作者简介 王宝， 男 ， 1 9 7 9 年 出生， 2 0 0 4年毕业于太原理 工大 学， 助理 工程师， 0 3 0 0 3 2 ， 山西省太原市 嘴喷出 ， 即降低 了摇臂齿轮 箱的温度 ， 又能 降低 工作面空气 中粉 尘 的含量， 改善工人的工作环境 ， 冲淡瓦斯和湿润煤层 ， 在实践 中效果 良好 。 行星头部 图 1 采煤机摇臂冷却水道简 易图 3 冷却效 果分析 本次分析是在冷却水压力为 2 M P a ，流量为 2 ． 1的基础上， 通过 固体导热及冷却水传热进行计算分 析的。 3 ． 1 摇臂壳体的导热 导热是由物体内部分子和原子的微观运动所引起的一种热 量转移方式。采煤机摇臂的导热可以归属于单层稳定导热， 即由 齿轮箱体齿轮传动所产生的热量可以稳定导出。 稳定工况下 的导热量 Q k c a l ／ h 1 儿 ， 式中 t 厂物体两侧的表面温度， 计算中总是取成 t l t ， ℃； R 一导热热 阻 ， o C h ／ k c a l 。 尺 值的计算公式为 一 6 8 一 AF Al b 式 中 单层平 壁壁厚 ； 6 单层平壁宽度； z 单层 平壁长度 ； A 可由表 1 查出。 采煤机摇臂为高强度铸件 ， 导热系数可查 出为 4 3 ． 2 。摇臂在 运 转 6 h后 达到 热平 衡 ，根 据经 验可 知 摇臂 齿轮 箱 体 的温度 大 约 为 8 O℃ 。 由 1 式 可 得 出 ， 摇 臂 壳 体 可 导 出 的热 量 为 1 ． 1 8 8 x 1 0 k c a l ／ h 。 下转第 1 1 5页 l1 3 王强 玻璃钢夹砂管承插 口连接形式常见问题分析 2 0 1 1 年第 2 6卷第 5期 颜 色 、 形状 、 外观缺陷等 。对异 常材料及产 品随时进行进 一步 的 抽检或第三方检验， 加以核实。 0形橡胶密封圈的外观质量控制要点 ①密封圈表面应无可 影响其功能的缺陷或不规整性。②密封工作面上的所有表面疵 点 除喷霜外 都可能是密封圈工作时的不安全因素， 所以， 在密 封工作面上应没有除喷霜外的任何表面疵点。③密封圈不应含 有降低 压缩 里的外界 杂质 、 气泡及空 隙。 5 ． 2 事中控制 工艺设备对玻璃钢夹砂管道的质量起着至关重要的作用 。 玻璃钢夹砂管插口外周长 、胶圈的槽深 、槽宽均在管道修整工 序 ， 由修整打磨设备打磨而成， 因而对修整打磨设备的精确性要 求较高。玻璃钢夹砂管道承插 口尺寸公差应符合现行行业标准。 修整工序的质量控制要点①生产前对所有管漠进行校正。 ②修 整前检查管道的巴氏硬度I4 0 。③修整设备要定期进行校核。 5 ． 3事后控 制 修整完毕后 ， 及时对玻璃钢夹砂管道尺寸进行检测， 是否符 合现行 的行业标准 。检查管道 的承 口 、 插 口处和密封圈接触的表 面， 是否平整、 光滑、 无划痕 、 无气孔。 管道尺寸检测方法如下 1 承 口内径 的测量 用 内径 千分 尺或 内径 专用 量具测量管 道承 口内径 ， 测量值精确到 0 ． 1 mm。 2 插 口外径的测量 用游标卡尺或外径专用工具测 量管道 插口外径， 测量值精确到 0 ． 1 mm。 3 长度 的测量 把管放在平面上 ， 用 钢卷尺 精度为 1 mm 沿管的母线测量其长度 ， 精确 到 1 mm。 6 安装过程 中的注意事项 0形橡胶密封圈的安装质量对其密封性和使用寿命均有重 要的影响。泄漏问题往往是因为安装不 良而造成的。 安装过程中不允许出现 0形橡胶密封圈被划伤和位置安装 不正， 以及 0形橡胶密封圈被扭曲等情况。 装配前， 密封沟槽 、 密 封配合面必须严格清洗； 同时， 对 0形橡胶密封圈装配中要通过 的表面涂敷润滑脂。 在安装时要注意以下事项 ①承插口清理不干净 尖锐 、 硬的 物质可能划伤密封圈 。 ②在安装密封圈时， 密封圈打滚。 ③在安装 过程中， 操作不当， 致使承口“ 咬” 伤密封圈。④安装偏转角度过大 一般控制在 1 。 以内 。⑤润滑剂 脂 涂抹不充分， 密封圈损伤。 Co m m o n Pr o bl e m s i n t he Co nne c t i o n o f RPM P So c ke t s 上接第 1 1 3页 WANG Qi a n g 表 1几种金属 的热性质 材料名称 温度 ℃ 密度 导热系数 比热 导热温度 o C 钢 C一0 ． 5 ％ 2 0 7 8 3 0 4 6 ． 1 0 ． 1 l l 0 ．0 5 3 钢 C一1 ． 0 ％ 2 0 7 8 0 0 3 7 ． 2 0 ． 1 l 3 0 ．O 4 2 钢 C 1 ． 5 ％ 2 0 7 7 5 0 3 1 ． 3 O ． 1 l 6 0 ． 0 3 5 普通灰铸铁 2 0 3 6 ．0 - 4 3 ． 2 高强度灰铸铁 2 0 4 3 ．2 - 5 0 ． 4 3 - 2 冷却水的散热 传热基本方程式为 Q k F A t m k c a l ／ h 式中 专 热量； 卜 热 面积 At m 平均温差， ℃； 传 热系数 。 - --一一一 表 2常见情况下 k值的大致范 围 热 交 换 流 体 换热器型式 传热系数 k 备注 内侧 外侧 板式 清水 清水 2 5 0 o 一 3 0 0 0 水速在 0 ． 5m ／ s 左 右 板式 清水 清水 2 5 o o ～ 3 o o 0 水速在 0 ． 5m ／ s 左 右 板式 油 清水 5 o o ～ 8 0 o 水速与油速在 0 ． 5 m ／ s 左 右 采煤机摇臂壳体的传热系数由表 2中查出为 2 5 0 0 ， 换热面 积由摇臂壳体水道设计得出 0 ． 1 m x 1 ． 4 m 0 ． 1 4 m ，平均温差为 6 0℃。由此可得出冷却水传递出的热量为 2 ． 1 x l 0 4 k c a l ／ h 。 4 结论 通过对采煤机摇臂齿轮箱冷却方法的改进，可得到如下结 论 ①摇臂齿轮箱体温度可控在 7 0 8 0℃， 对齿轮起到保护作用； ②增加了外喷雾喷水量 ， 有效降低了工作面粉尘。此结构形式的 摇臂在用户使用过程 中效果 良好 ， 得到广大用户的好评。 Co o l i n g I mp r o v e me n t o f t h e Ro c k e r Ge a r Bo x e s o f M i n i n g M a c h i n e s W ANG Ba o ABSTRACT Co n c e r n i n g t h e d i s a d v a n t a g e s o f t o o h i g h t e mp e r a t u r e a n d s h o r t s e r v i c e l i f e o f t h e r o c k e r o f mi n i n g ma c h i n e s ，t h e c o o l i n g o f t h e roc k e r g e a r b o x e s i s i mp r o v e d t o i n c r e a s e t h e s e r v i c e l i f e o f t h e g e a r s ，i n c r e a s e t h e e x t e ma l s p r a y i n g w a t e r a n d r e d u c e t h e d u s t i n t h e WO r k f a c e． KEYW ORDSmi n i n g ma c h i n e ； r o c k e r ； g e a r b o x ； c o o l i n g ； i mp r o v e me n t l 1 5