礦用減速器檢修調試一體機的設計及應用

王亮　丁超群　李海清

[摘? ? 要]礦用行星齒輪減速器是礦井采掘設備主要動力源之一，對檢修質量有著很高的要求。煤礦常用減速器分別有齒輪減速器、蝸輪蝸桿減速器和行星齒輪減速器，其中行星齒輪減速器占比達90%，該型減速器噸位重且體積大，檢修難度大，全憑人工作業完成，勞動強度高。本文介紹了一臺減速器的檢修調試設備，可以實現減速器檢修的機械化，大大提高了檢修效率及降低職工的勞動強度。

[關鍵詞]減速器;檢修;調試;一體機

[中圖分類號]TD634.2 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）06–00–02

Design and Application of Mine Reducer Maintenance and Debugging Integrated Machine

Wang Liang， Ding Chao-qun， Li Hai-qing

[Abstract]Mine planetary gear reducer is one of the main power sources of mining equipment， which has high requirements for maintenance quality. There are gear reducer， worm gear reducer and planetary gear reducer commonly used in coal mine. Among them， planetary gear reducer accounts for 90%. This type of reducer has heavy tonnage and large volume， and it is difficult to overhaul. It is completed by manual operation and has high labor intensity. This paper introduces a reducer maintenance and debugging equipment， which can realize the mechanization of reducer maintenance， greatly improve the maintenance efficiency and reduce the labor intensity of workers.

[Keywords]reducer; maintenance; debugging; all-in-one machine

現有減速器的檢修工藝是利用起重機配合完成減速器的翻轉及起吊，利用人工盤轉完成I、II軸間隙的調整，檢測減速器檢修質量需要連接偶合器和電機組裝成驅動，才能對其進行調試，發現問題再拆解整部驅動，不僅費時費力，作業現場還會出現一定的安全隱患。在檢修過程中，主要難點如下：

（1）行星齒輪減速器在解體和組裝時，要利用起重機反復翻轉，產生較大沖擊力，易造成調整好的I、II軸齒側間隙發生變化，直接影響檢修質量。

（2）減速器組裝完成后需連接電機、偶合器進行調試，電機、偶合器及減速器三者連接螺栓高達50條以上，如果出現問題，必須全部進行解體造成二次返工，造成較大的人力和時間浪費，甚至造成配件的損壞，影響整體檢修進度。

（3）解體和組裝時，不斷重復使用起重機起吊翻轉，勞動強度大，對設備和人身造成一定的安全隱患。

基于上述問題，設計了該礦用減速器檢修調試一體機。

1 常用礦用減速器的結構

綜采三機上的減速器是煤礦最常見的減速器類型，主要由上箱體、下箱體、第一級圓錐齒輪副、第二級圓柱齒輪副、第三級行星齒輪副、上箱體冷卻器、下箱體冷卻器、軸承、密封件等組成，如圖1所示，在箱體上設有透氣塞、油塞及吸附金屬磨料的磁性油塞等附屬件。

2 減速器檢修調試一體機的設計

檢修上述類型減速器時，需先組裝上箱體和下箱體，然后再組裝行星機構。根據這個檢修順序，設計了該減速器檢修調試一體機。

為解決減速器維修期間，外力配合存在安全隱患、整機調試工序繁多等問題，需要解決下面3個問題：

（1）研究如何實現減速器勻速翻轉的難題。設計思路：利用馬達和齒輪傳動原理，使用回轉軸承連接，形成“液壓馬達—小齒輪—大齒輪—回轉軸承—連接套—減速器殼體”的驅動方式，帶動減速器翻轉，并保證在轉動的過程中減速器能勻速運行。

（2）研究如何調整I、II軸間隙的問題。設計思路：采用變頻器控制變頻電機，實現轉速從低到高，將一軸通過聯軸器與電機連接，利用固定架對減速器I、II軸軸承進行夾緊，勻速轉動完成對齒側間隙、嚙合面的調整，確保在調整過程中一軸和二軸不跳動。

（3）研究如何減少工序、優化減速器調試的問題。設計思路：將一體機上電機直接與被試減速器一軸連接，優化各連接部位，然后根據減速器的轉速，設定相應變頻器參數使轉速達到要求轉速，從而完成減速器的調試。

2.1 減速器檢修調試一體機的組成

綜合上述問題及設計思路，設計了該減速器維修調試一體機（見圖2），設備由維修調試平臺、變頻器、電機、翻轉機構、固定架、液壓系統和控制系統等組成，其中翻轉機構包括翻轉支撐座、驅動馬達、大齒輪、回轉軸承，液壓系統包括電機、油泵、油箱、操作臺，控制系統包括變頻器、操作臺。

2.2 減速器檢修調試一體機的工作原理

為了保證減速器在翻轉過程中保持勻速，降低安全隱患，該設備采用馬達和齒輪傳動原理，形成“小齒輪—大齒輪—回轉軸承—連接套”的驅動方式，由回轉軸承帶動減速器翻轉，保證在轉動的過程中勻速運行，不影響調整好的I、II軸齒輪間隙。

首先將所需裝配的零部件清洗干凈，并將使用的工具準備齊全。將冷卻器先安裝在箱體內，調整好位置并固定密封好。進行打壓試驗：壓力3 MPa、保壓15 min不得有滲漏現象。在裝配減速器時，除了注意一般機械設備裝配的常規注意事項外，應特別注意第一級圓錐齒輪的接觸區、齒側間隙、軸向游隙的調整，這些調整均借助于調整墊片組來實現。

檢修時，殼體清洗干凈后，首先利用下箱體端部孔將下箱體固定在該一體機連接套下部，將一軸、二軸及其余各軸總成依次放入下箱體，一軸通過聯軸器與電機連接，利用固定架對減速器I、II軸軸承進行壓緊固定，完成對齒側間隙、嚙合面的調整，然后用增減調整墊片的方法調整各部件達到規定的數值后，即可將軸承蓋拆下涂以少許密封膠，再重新用螺栓緊固在箱體上。間隙調整完后，將密封膠均勻地涂在合箱口面及外露的軸承蓋上，隨即把上箱體合上，立即用螺栓將其緊固，扣蓋后旋轉90°安裝行星機構，從而完成減速器的裝配。

調試時，為了保證系統可靠，采用變頻器控制電機，實現轉速從低到高緩慢提速，將電機直接與被試減速器連接，并各連接部位緊固，根據減速器的額定轉速，設定變頻器參數，運行時，檢測溫度、震動等參數，從而完成整機調試。

3 應用效果

采用減速器維修調試一體機，與傳統的人工作業相比，職工勞動強度降低和工效提升極為顯著，同時降低了作業安全風險，在日常減速器檢修中發揮了巨大作用。以SGZ1000/1710刮板輸送機上68JSA減速器檢修為例，經對比，傳統的檢修方法檢修1臺減速器，需要4人5天才能完成，使用該設備檢修減速器后，只需2人3天即可完成。利用該設備檢修減速器，中間節省了多個環節，避免了檢修過程中的重復作業。在調試過程中，只需要減速器和該一體機變頻電機連接，即可進行調試，如果有問題，可在該設備上檢修，調試完好后，再與偶合器、電機連接組裝成驅動，避免了直接組裝成驅動調試后出現故障再解體的難題。

4 創新性分析

該減速器維修調試一體機有以下創新點。

（1）根據減速器型號的不同，調整變頻器參數，可以提供不同的轉速滿足調試需求。

（2）該減速器檢修調試一體機集翻轉、調整間隙、結合面以及調試等多項功能于一體，減少了轉運環節，實用性強。

（3）適用范圍廣，檢修不同型號的減速器，只需更換相對應的連接套即可滿足不同大小的減速器修理。

減速器檢修調試一體機集翻轉、調整、調試多項功能于一體，不僅降低了職工勞動強度，提高了功效，還減小了翻轉作業安全隱患，同時可更換工裝盤、調整轉速，適用于煤礦絕大部分減速器檢修調試。

5 結束語

該減速器檢修調試一體機，可滿足大小不同減速器的檢修，適用范圍廣，降低了職工勞動強度，一臺設備即可滿足檢修和調試2種功能，提高了檢修效率，降低了組裝過程中作業安全風險和損壞配件的風險，進一步提高了檢修質量。

參考文獻

[1] 陳繼文.機械自動化裝配技術[M].北京：化學工業出版社，2019.

[2] 張麗杰，馮仁余.機械創新設計及圖例[M].北京：化學工業出版社，2018.

[3] 聞邦椿.機械設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2014.

[4] 張旭輝.機電一體化系統設計[M].武漢：華中科技大學出版社，2020.

[5] 劉景園.礦用減速器的安裝調試及維護[J].船舶物資與市場，2019，（3）：63-64.

[6] 史衛軍.探究礦用減速器的安裝調試及維護[J].工程技術（文摘版），2016（6）：83.

[7] 李帥，任連城，袁力，等.故障樹分析法在礦用減速器設計中的應用[J].煤礦機械，2018，39（9）：140-142.

[8] 毛吉昌.礦用減速器的安裝調試及維護[J].科技風，2013（19）：39.

[9] 王志平，吳曉蘭.礦用減速器的安裝調試及維護[J].煤礦機電，1999（3）：35-36.

[10] 張小峰.掘錨一體機截割減速器雙激勵錐齒輪副傳動設計[J].煤礦機電，2020，41（2）：17-19，27.