采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)密封失效原因分析及維護(hù)

段進(jìn)東

（西山煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司設(shè)備租賃公司， 山西 太原 030053）

引言

采煤機(jī)為綜采工作面的主要生產(chǎn)設(shè)備，其主要完成煤炭截割、落煤等任務(wù)，是煤礦生產(chǎn)的主體設(shè)備。鑒于綜采工作面的生產(chǎn)環(huán)境相對(duì)惡劣，且為保證工作面的生產(chǎn)能力，對(duì)采煤機(jī)各分系統(tǒng)、零部件的可靠性提出了更高的要求。但是，在實(shí)際生產(chǎn)中采煤機(jī)零部件或多或少地會(huì)發(fā)生相應(yīng)的故障，從而影響截割能力，進(jìn)而影響工作面的生產(chǎn)能力。因此，掌握采煤機(jī)的故障評(píng)估手段，總結(jié)采煤機(jī)零部件的維護(hù)和維修經(jīng)驗(yàn)具有重要意義[1]。本文將重點(diǎn)針對(duì)采煤機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)高速軸和低速軸泄露問題進(jìn)行分析，并提出維護(hù)建議。

1 采煤機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)概述

截割傳動(dòng)系統(tǒng)是保證采煤機(jī)設(shè)備完成截割任務(wù)的關(guān)鍵分系統(tǒng)，為保證采煤機(jī)截割傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性，需考察其密封性能，且重點(diǎn)對(duì)其動(dòng)密封性能進(jìn)行考核。結(jié)合采煤機(jī)截割傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其動(dòng)密封主要包括低速軸密封和高速軸密封兩種類型，具體如圖1所示。

圖1 采煤機(jī)動(dòng)密封位置示意圖

如圖1 所示，采煤機(jī)動(dòng)密封的高速軸密封為其截割傳動(dòng)系統(tǒng)一軸與截割電機(jī)腔體的密封狀態(tài)；低速軸密封指的是采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)輸出軸滾筒連接套與壓蓋之間的密封狀態(tài)[2]。在實(shí)際生產(chǎn)中，高速軸和低速軸密封失效均會(huì)影響采煤機(jī)的生產(chǎn)，具體表現(xiàn)如下：

1）采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)高速軸密封損壞，會(huì)導(dǎo)致截割部齒輪箱中油液進(jìn)入截割電機(jī)的腔體中，久而久之導(dǎo)致截割電機(jī)被燒毀。

2）采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)低速軸密封損壞會(huì)導(dǎo)致工作面煤塵、粉塵滲透進(jìn)入傳動(dòng)系統(tǒng)的行星齒輪結(jié)構(gòu)中，從而加大齒輪結(jié)構(gòu)磨損，久而久之導(dǎo)致行星機(jī)構(gòu)損壞。

2 采煤機(jī)截割傳動(dòng)系統(tǒng)低速軸的維護(hù)

2.1 低速軸密封現(xiàn)狀及失效原因分析

采煤機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)低速軸為其傳動(dòng)系統(tǒng)的輸出軸，在實(shí)際生產(chǎn)中由于滾筒載荷處于動(dòng)態(tài)變化狀態(tài)，其振動(dòng)明顯，而且容易受到粉塵、煤塵的污染。目前，傳統(tǒng)低速軸普遍采用橡膠油封的方式進(jìn)行密封，普遍表現(xiàn)為可靠性差、使用壽命短的問題；因此，當(dāng)前采煤機(jī)低速軸以浮動(dòng)油封為主，該種方式采用動(dòng)靜相結(jié)合的方式。一般的，浮動(dòng)油封結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 浮動(dòng)油封結(jié)構(gòu)示意圖

從理論上講，浮動(dòng)油封的使用壽命可達(dá)5 000 h；但是，鑒于綜采工作面相對(duì)惡劣的工作環(huán)境，浮動(dòng)油封很難達(dá)到預(yù)期的使用效果，主要表現(xiàn)為漏油，具體分析如下：

1）浮動(dòng)油封端面損傷嚴(yán)重是導(dǎo)致低速軸前期漏油的主要原因。而且，導(dǎo)致端面損傷的主要原因?yàn)榘惭b浮動(dòng)油封時(shí)發(fā)生磕碰[3]。因此，在實(shí)際安裝實(shí)施過程中應(yīng)輕拿輕放浮動(dòng)油封，并且安裝后保證浮動(dòng)油封表面不存在異物導(dǎo)致其磨損。

2）浮動(dòng)油封O 形密封圈出現(xiàn)較為嚴(yán)重的磨損或者出現(xiàn)永久的變形是導(dǎo)致漏油的原因之一。導(dǎo)致O 形密封圈變形或嚴(yán)重磨損的主要原因?yàn)镺 形密封圈過硬以及壓緊力過大。

3）浮動(dòng)油封安裝不合理也是導(dǎo)致其漏油的原因之一。安裝不合理主要表現(xiàn)為：在安裝時(shí)浮封環(huán)和浮封座之間出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，從而加劇了O 形密封圈的磨損；浮封環(huán)安裝出現(xiàn)傾斜，導(dǎo)致相鄰浮封環(huán)之間存在間隙，從而導(dǎo)致漏油。

總而言之，導(dǎo)致浮動(dòng)油封密封不可靠的主要原因是O 形圈或者浮封環(huán)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的磨損，以及O形圈和浮封環(huán)質(zhì)量不合格。

2.2 低速軸密封的維護(hù)與修理

為有效解決上述問題，本小節(jié)提出針對(duì)低速軸密封的具體維護(hù)與修理措施，具體如下：

1）為采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)低速軸選用高質(zhì)量、高可靠性的浮動(dòng)油封。綜合對(duì)市場(chǎng)上現(xiàn)有浮動(dòng)油封性能進(jìn)行對(duì)比，最終確定選擇德國Goetze（格茨）公司設(shè)計(jì)的直徑為560 mm、厚度為50 mm 的浮動(dòng)油封[4]。而且，在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)實(shí)際情況對(duì)相鄰浮動(dòng)油封的間隙進(jìn)行合理調(diào)整。

2）浮動(dòng)腔加工不合理也是導(dǎo)致浮動(dòng)油封密封不可靠的主要原因。所謂浮動(dòng)腔加工精度指的是滾筒連接套與壓蓋上裝浮動(dòng)油封處的精度，浮動(dòng)腔主要尺寸如圖3 所示。

圖3 浮動(dòng)腔主要尺寸

3）浮動(dòng)油封嚴(yán)格按照廠家提供的工藝指導(dǎo)安裝，具體需要保證安裝過程中不出現(xiàn)浮封環(huán)的扭曲；在安裝之前采用酒精或者清潔劑對(duì)浮封環(huán)和浮動(dòng)腔進(jìn)行清洗，避免其存在異物。

4）浮動(dòng)油封安裝完成后，在日常檢修過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注壓緊螺栓是否出現(xiàn)松動(dòng)；同時(shí)，若在日常檢修中發(fā)現(xiàn)行星齒輪機(jī)構(gòu)出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，需將滾筒卸下進(jìn)行整體排查故障，對(duì)不符合要求的浮動(dòng)油封進(jìn)行更換[5]。

3 采煤機(jī)截割傳動(dòng)系統(tǒng)高速軸的維護(hù)

3.1 高速軸密封現(xiàn)狀及失效原因分析

目前，采煤機(jī)截割傳動(dòng)系統(tǒng)高速軸密封所采用的部件為骨架油封，其對(duì)應(yīng)在采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝情況如圖4 所示。

圖4 骨架密封在采煤機(jī)截割部傳統(tǒng)系統(tǒng)的應(yīng)用

在實(shí)際應(yīng)用中，高速軸密封可靠性不足的主要原因是骨架密封前期失效，經(jīng)分析導(dǎo)致高速軸密封可靠性不足的主要原因可歸納如下：

1）骨架密封部件的質(zhì)量不合格。主要表現(xiàn)為骨架油封唇口質(zhì)量不合格，壓緊彈簧質(zhì)量不合格，骨架密封材料選型不合格導(dǎo)致唇口嚴(yán)重磨損。

2）在裝配過程中對(duì)骨架油封的唇口造成損壞，從而導(dǎo)致在裝配過程中存在傾斜和不對(duì)稱的情況。

3.2 高速軸密封的維護(hù)

為有效解決骨架密封先期失效所導(dǎo)致的采煤機(jī)截割部高速軸密封可靠性不足的問題，在實(shí)際生產(chǎn)中需采取如下維護(hù)措施：

3.2.1 保證骨架密封部件質(zhì)量滿足實(shí)際使用要求

在骨架密封部件確定型號(hào)時(shí)，應(yīng)對(duì)現(xiàn)有市面上各廠家的骨架密封部件的加工精度，重點(diǎn)對(duì)密封圈唇徑、副唇唇徑及密封圈外徑等進(jìn)行對(duì)比。經(jīng)對(duì)比可知，德國SIMRIT 的骨架密封效果最好，對(duì)應(yīng)的泄露問題得到明顯解決。因此，可將現(xiàn)階段采煤機(jī)的骨架密封部件更換為德國SIMRIT 廠家的產(chǎn)品。

3.2.2 加強(qiáng)日常對(duì)骨架密封的檢修

為了有效解決骨架密封失效導(dǎo)致油液進(jìn)入傳動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)中導(dǎo)致電機(jī)的燒毀問題，應(yīng)加強(qiáng)日常對(duì)骨架密封是否損壞進(jìn)行檢測(cè)。為了便于對(duì)骨架密封是否損壞進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)有效避免骨架密封后油液進(jìn)入電機(jī)中，在電機(jī)腔體底部沿電機(jī)方向開槽，若有油液流出說明骨架密封失效，同時(shí)保證泄露的油液不會(huì)進(jìn)入電機(jī)。

4 結(jié)語

采煤機(jī)作為綜采工作面的主要生產(chǎn)設(shè)備，其工作效率直接決定工作面的生產(chǎn)能力和安全性。在日常生產(chǎn)中，由于綜采工作面相對(duì)惡劣的工作環(huán)境，采煤機(jī)或多或少會(huì)存在一些問題，從而制約其生產(chǎn)效率。本文重點(diǎn)對(duì)其截割傳動(dòng)系統(tǒng)低速軸和高速軸密封失效的原因進(jìn)行分析，并提出對(duì)應(yīng)的改進(jìn)措施和維護(hù)建議，具體總結(jié)如下：

1）低速軸密封失效的主要原因?yàn)槠涓?dòng)油封磨損嚴(yán)重。因此，應(yīng)選用高質(zhì)量的浮動(dòng)油封并嚴(yán)格按照廠家工藝進(jìn)行安裝，并加強(qiáng)日常對(duì)浮動(dòng)油封工作狀態(tài)的檢修和維護(hù)。

2）高速軸密封失效的主要原因?yàn)楣羌苊芊馇捌谑А榇耍跒椴擅簷C(jī)配置高質(zhì)量骨架密封部件的同時(shí)，在電機(jī)腔體底部沿電機(jī)方向開槽，這樣不僅方便對(duì)其進(jìn)行日常檢修，而且還可避免泄露的油液進(jìn)入電機(jī)，從而避免了電機(jī)的燒毀。