煤礦提升機減速器故障及技術改進的研究

李 斌

（大同煤礦集團忻州窯礦大型設備隊， 山西 大同 037021）

1 煤礦提升機減速器工作原理

提升機主要承擔的是運輸煤、物料等相關任務，減速器是提升機的重要核心部件之一，其結構圖見圖1所示。

圖1 煤礦提升機減速器工作原理圖

在具體工作時，電機通過聯軸器I實現對減速器輸入軸I的有效帶動，通過輸出軸IV帶動聯軸器II，最終帶動主軸裝置運行。

2 煤礦提升機減速器常見故障類型

煤礦提升機減速器在實際工作中，容易出現齒輪損傷故障、軸承故障、潤滑油系統故障與箱體故障等。

2.1 齒輪故障

煤礦提升機減速器齒輪包括直齒圓柱齒輪、人字齒圓柱齒輪與斜齒圓柱齒輪。齒輪容易發生故障事件，其出現故障的原因也較多。減速器工作過程中齒輪會持續嚙合并承受較大的嚙合應力，倘若齒輪的強度達不到工作標準，那就會發生內部裂紋擴大，最終出現斷齒的狀況。還有齒輪在嚙合時，由于受力時間的逐漸增加，就容易發生形變，形變量會令嚙合效率降低，從而導致齒輪失效的后果。從齒輪裂紋形式來分析主要包括以下兩種：使用裂紋與制造裂紋，制造裂紋是因為在制造時沒有做好后期熱處理工作或初始的鍛造工作，以及缺少技術檢測而產生的裂紋，在工作時可能會出現衍生與拓展裂紋，造成齒輪失效，使用裂紋是在使用時出現的裂紋，其在剛出現時可以通過彌補或校正來進行正常使用，但如果缺乏正確的解決方法，那齒輪就會逐漸失效[1-2]。

2.2 軸承故障

減速器工作時，從設計的方面來分析，軸承承擔的應力不大，不會發生結構損傷。但現實中，因為安裝或工作穩定狀況等原因，齒輪工作時會出現偏轉，帶給軸承一定的應力，而應力積累就可能會造成軸承損傷、工作質量降低甚至設備受損的狀況，還可能會發生異響或振動與熱量累積的情況，假如維修的工作人員有較高的維修經驗便可以及時定位設備的問題，但是如果維修的工作人員專業水平較低或對減速箱體不夠熟悉就無法及時發現故障并進行調整。無法以肉眼來評判軸承損傷情況，但受到損傷的軸承會出現齒輪工作的無規則情況，使得齒輪非正常磨損，齒輪出現不正常情況通常需要首先考慮軸承是否出現了問題。

2.3 箱體變形

箱體變形通常是由吊起箱體引起的，由于煤礦的工作環境相對復雜，需經常挪動提升減速器的位置，因此在挪動吊裝時有可能出現箱體變形的狀況，如果未能及時調整，那么就會出現固定不牢固的狀況。

2.4 潤滑油泄漏

在減速器的實際工作中，適量的潤滑油不僅可以提高減速器的運行效率，而且還能夠減少因摩擦而產生的機械熱量。但如果設計不合理，在結合面工作時，由于減速箱密封不夠嚴、不平整誤差或受到變形的影響，那么就會出現泄漏潤滑油的狀況，減速器潤滑油發生泄露的話，就會大大提高磨損齒輪的速度，在工作中出現異響情況，還會出現高溫。

3 煤礦提升機減速器的改進措施

3.1 減速器密封的技術改進

良好的密封性能夠確保減速器工作穩定，繼而大大降低故障發生概率，其也是裝配技術的最終體現。一般提升機減速器的設計包括靜密封和動密封兩種。靜密封是通過準確加工與安裝，運用表面壓緊的技術來進行處理，使用填充物來完成填充工作，在滿足密封標準后即靜密封達標。但進行動密封時會多出許多步驟，這是因為煤礦的工作環境惡劣，礦井空氣中分布著煤渣與高溫氣體，容易降低設備的工作穩定性，另外機器幾乎每時每刻都在工作，減速器負擔大，因此，如何令長期工作的設備達到高密封是提高密封技術的主要任務。如今國內普遍使用的密封方法是降低油壓令回油得以順暢，并降低漏油的概率，因為提升機設計各有不同，所以提升密封技術工作還應與實際工作相結合才可以解決問題。

3.2 箱體的技術改進

箱體技術也是減速器的主要技術。在設計機器時，其包含剛度、強度與使用期限等，而且還會影響到工作的穩定情況。從設計與制造技術的角度出發，可以將減速器箱體分成以下方面：焊接型和鑄造型箱體。鑄造型箱體應先開模，開模后的效率比較高，投入的生產成本也比較低，經濟適用，但因為鑄造的機械強度偏低、剛性不夠良好，使得其只適用于部分工程狀況比較好的煤礦，所以使用的范圍狹窄。但是因為焊接箱體的強度高、質量輕等特點，后期的維修也只需要分區域進行，這大大提升了維修工作效率，其也適合大多數的煤礦企業。

3.3 潤滑系統的技術改進

減速箱在工作時出現磨損的概率較高，長期的磨損不但降低設備的使用期限，還會導致區域的升溫從而產生安全問題。從潤滑角度分析，使用潤滑系統不但能夠降低設備的磨損度，也可以防止因不重要的摩擦導致工作效率與質量下降，也大大提升了煤礦企業的經濟收益。在選擇潤滑系統時，需要依據煤礦運營的實際狀況來選擇合適的系統，這是由于每種空氣狀況下的潤滑油性質與作用也不同，而使用后效果更是差距甚大。例如在井下深的礦井內，可以使用浸油飛濺來潤滑，即使這種方法較為老舊，但也更為可靠，如果工況簡單也可以選擇其他方法潤滑，只有選擇合適的潤滑油，才可以最大限度地提高潤滑效率。

3.4 齒輪軸承的技術改進

長久以來設計齒輪和軸承就是國內煤礦提升機減速器質量提高的難點，因為齒輪在使用時會持續受到外部應力的影響，因此在設計時應強化其韌性與承受力，還應依據實際狀況來選擇適宜的齒輪，不可以為提高工作而降低強度的標準，如此不但會出現安全隱患還可能會提升減速器的故障發生概率。另外，提升齒輪軸承技術應看重熱處理程序，尤其是齒輪的熱處理與修型工作十分關鍵，分析得到最好的熱處理方式，降低齒輪變形的情況，提升齒輪精度，不但降低了因為低精度發生的磨損與誤差，而且提高了齒輪的耐用性質，提升了減速器的使用時間。

設計滾動軸承與滑動軸承也會影響機器的設計，此問題體現在程序動壓上，滑動軸承承載要求高，使用區域也更為廣泛，滾動軸承的成本較低、維修效率也較高，此外如今國內在滾動軸承方面的設計與制造技術已較成熟，所以使用滾動軸承作為主承載方法也是一個合適的選擇。此外，為了更好地保證提升機減速器的正常使用，在具體工作中，還應當持續加強對提升機減速器的養護工作，全面增強養護工作質量和效率，這對于降低減速器故障非常有效[3-4]。

4 結語

提升機減速器的設計與技術應用是保證煤礦生產效率和工作安全的重心，為了降低設備的故障率，確保工作的絕對安全穩定，不僅應增強日常的維護與監督工作，而且還需要在技術與結構設計方面從根源上找出問題、解決問題，針對煤礦提升機減速器中的問題與故障，改良密封性、箱體與潤滑等方面的技術，減小齒輪的磨損程度，并延長設備的使用時間，研究齒輪的軸承技術，在確保安全的基礎上提高工作質量與效率，降低投入成本，為煤礦企業長期發展奠定優良的基礎。