搖臂行星頭部水封座保護結構設計

張麗明，廉自生

搖臂行星頭部水封座保護結構設計

張麗明1，2，廉自生1

(1.太原理工大學機械工程學院，太原 030024;2.太重煤機有限公司技術中心，太原 030032)

水封座是搖臂行星頭部內噴霧供水系統的唯一通道，其使用效果將直接影響采煤機的噴霧性能，同時也是影響采煤機可靠性和生產安全的一個關鍵因素。本文針對煤礦井下環境惡劣、工況復雜的實際工況，對搖臂行星頭部水封座結構的使用情況做出分析，并提出了有效的改進措施，解決了水封座與外界煤塊、矸石發生碰撞而造成頻繁漏水和磨損等問題，從而減少了采煤機故障點，節省了服務成本，保證了采煤機內噴霧系統的降塵效果。

水封座;改進;頻繁漏水;磨損

內噴霧系統是采煤機的重要組成部件，也是煤礦井下采煤不可缺少的環節，它具有濕潤煤層，沖淡瓦斯，降低粉塵等作用，并能有效改善工作面的環境。而水封座是搖臂行星頭部內噴霧系統的通水裝置，也是供水系統的唯一通道。其使用效果將直接影響內噴霧系統的工作，同時也是影響采煤機可靠性和生產安全的一個關鍵因素。由于其工作環境惡劣、工況復雜，因此，設計出一個可靠的搖臂水封座保護結構成為亟待解決的問題，同時也可為實現煤礦井下的高產高效和安全可靠生產奠定堅實的基礎。

1 改進前搖臂水封座結構分析

改進前搖臂水封座結構圖見圖1。搖臂水封座結構是由大軸承座、端蓋和小軸承座依次通過螺栓聯接互相嵌套固定在搖臂殼體的行星頭部，而水封座一端通過圓柱配合面嵌入安裝在小軸承座上，另一端外露在搖臂殼體外側，其內部水道和內噴霧管相通，通過組合密封和油封將噴霧水和搖臂殼體內的潤滑油隔離開。

煤礦井下是一個環境非常惡劣、地質條件極其復雜的工況，而采煤機搖臂要在這種工況下，根據煤層的厚度，不斷地進行升降，以滿足采高、臥底的要求。

圖1 改進前搖臂水封座結構圖

當采煤機在運輸機中部工作時，搖臂行星頭部的水封座經常遭受截割滾筒割下的煤塊和矸石的碰、砸，由于水封座和軸承座只靠一個直徑較小的圓柱面定位，所以，很容易造成水封座因受外力而產生變形，進而導致其內部的油封和組合密封受擠壓變形而失效，并出現漏水或者水油混合等，而嚴重影響內噴霧效果。當采煤機在運輸機的頭、尾工作時，搖臂既需要斜切進刀又需要臥底割透頭、尾的三角煤，在此過程中，搖臂行星頭部的水封座容易和運輸機的槽梆、鏟板磕碰，造成水封座大量磨損而導致漏水。因此，只有做好水封座的保護結構，才能保證內噴霧系統的噴霧效果。

2 搖臂水封座保護結構的設計方案

根據上述對搖臂行星頭部水封座結構和損壞原因的分析，再結合煤礦井下的實際工況，對此結構增加了保護措施，其改進方案如下(見圖2，圖3)：

1)在原有搖臂水封座結構的基礎上，將端蓋和小軸承座由原來的兩個零件設計成為一體化結構，并在端蓋外側增加保護凸臺。整個水封座嵌入安裝在端蓋軸承座內部，此時，從截割滾筒上落下的煤塊和矸石全部砸落在端蓋軸承座的凸臺上，水封座不再承受外力的作用。由于端蓋軸承座是通過直徑較大的圓柱配合面定位，并由螺栓緊固在大軸承座上，其受力條件非常好，能有效保護水封座不受矸石的碰砸而變形損壞，同時也保證其內部油封和組合密封不受擠壓而失效。

2)保護凸臺采用光滑圓角和斜面過渡，并在斜面上堆焊網狀耐磨材料，不僅能防止搖臂在臥底或過彎曲段時和槽梆、鏟板發生干涉，而且能減少保護凸臺的磨損。

3)端蓋軸承座的一體化結構，具有良好的工藝性，不僅給加工和制造帶來了方便，還減少了裝配的中間連接環節。

3 結束語

本次設計方案，已經用于薄煤層采煤機彎搖臂行星頭部，其使用效果非常明顯，解決了搖臂水封座因沒有保護而頻繁損壞和漏水的問題，為采煤機內噴霧系統的使用效果提供了有力的保障。同時，也提高了內噴霧系統的使用效果，減少了采煤機的故障點，節省了服務成本，提高了采煤機的可靠性。

［1］ 袁樹來.薄煤層高產高效開采技術［M］.北京：煤炭工業出版社，2011：44－56.

［2］ 王啟廣，李炳文，黃嘉興.采掘機械與支護設備［M］.徐州：中國礦業大學出版社，2006：5－27.

Design on Rocker Planetary Head Seal Seat Protection Structure

Zhang Li－ming，Lian Zi－sheng

Seal seat is the only channel of spray water supply system in rocker planetary head，its effect will directly affect the mining machine spray performance，but also is a key factor of impacting reliability and production safety of the coal mining machine.In view of the actual operating mode of bad environment and complicated working condition in coal mine underground，makes the analysis to use condition of rocker planetary head seal seat structure，and proposes the effective improvement measures，solves the problems of water seal seat and the external coal，gangue collision caused frequent water leakage and abrasion，thereby reduces the shearer fault points，saves the service cost，ensures dust removal efficiency of the internal spraying system.

Seal seat;Improvement;Frequent water leakage;Wear and tear

TD402

A

1672－0652(2012)08－0007－02

2012－06－16

張麗明(1967—)，男，山西孝義人，1988年畢業于山西礦業學院，高級工程師，主要從事采煤機械設計工作(E －mail)tklmz@163.com