掘進(jìn)機(jī)減速機(jī)箱體機(jī)構(gòu)襯套磨損后的原因分析及改進(jìn)

孔凡亮　田義振

摘 要：本文通過對掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)及使用工況的分析，提出一種合理的材料改進(jìn)及加工工藝方案，使用加強(qiáng)套的方法使問題得到合理有效的解決。這種新的方法在實(shí)際應(yīng)用中收到很好的成效。

關(guān)鍵詞：襯套；磨損；分析及改進(jìn)；掘進(jìn)機(jī)減速機(jī)構(gòu)

1.概述

懸臂式掘進(jìn)機(jī)（以下簡稱為“掘進(jìn)機(jī)”，如圖1所示）是煤礦機(jī)械化掘進(jìn)生產(chǎn)的重要設(shè)備之一。我公司自主開發(fā)生產(chǎn)的EBZ150型掘進(jìn)機(jī)，采用了國際先進(jìn)技術(shù)和合理的整機(jī)結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)度高、性能可靠、抗傾覆能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。機(jī)器適用于較大傾角的煤巷、半煤巖巷道的掘進(jìn)。為保證生產(chǎn)進(jìn)度，關(guān)鍵是加強(qiáng)該機(jī)構(gòu)的可更換性及最短時間內(nèi)修復(fù)該機(jī)構(gòu)。對箱體襯套進(jìn)行深入的研究探討和改進(jìn)，不僅有助于延長截割機(jī)構(gòu)的使用壽命，節(jié)約更換成本，更能在一定程度上減少對其他部件的沖擊，避免危險的發(fā)生。

2.襯套損壞原因分析及改進(jìn)

襯套損壞主要有以下幾種形式：①碎裂，損壞最為常見的是在襯套軸向、徑向出現(xiàn)許多不規(guī)則裂紋，有時整個襯套碎裂成多塊；②轉(zhuǎn)套現(xiàn)象也時有發(fā)生；③襯套燒研現(xiàn)象，襯套內(nèi)表面。

2.1襯套損壞的客觀原因

減速機(jī)箱體是截割部的調(diào)高部件，同時又是截割部可以擺動的減速機(jī)構(gòu)。作為掘進(jìn)機(jī)關(guān)鍵的零部件，箱體處的使用狀況影響著整部機(jī)器的截割能力和截割平穩(wěn)性，一般來說，每個機(jī)體襯套的壽命在半年左右，個別情況使用壽命僅1-2個月。但在實(shí)際使用過程中，經(jīng)常遇有夾矸等堅(jiān)硬煤巖層，對掘進(jìn)機(jī)減速機(jī)箱體結(jié)構(gòu)損傷非常大，而且設(shè)備多年來一直處于滿負(fù)荷或超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致箱體與截割頭升降液壓缸鉸接處的襯套磨偏或箱體開裂，襯套經(jīng)常出現(xiàn)問題，頻繁地更換襯套嚴(yán)重影響了井下生產(chǎn)進(jìn)度。

2.2襯套材質(zhì)設(shè)計(jì)原因

由于本公司產(chǎn)品主要面向南方的云貴煤產(chǎn)區(qū)，煤層特點(diǎn)是其中含有夾矸石等堅(jiān)硬煤巖層。在掘進(jìn)機(jī)工作時，箱體機(jī)構(gòu)極易出現(xiàn)襯套磨偏或箱體開裂的情況，導(dǎo)致箱體與升降液壓缸干涉。這樣的地質(zhì)條件對箱體機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度和韌性，以及其與液壓缸間的鉸接效果提出了更高的要求。

由于掘進(jìn)機(jī)在井下工作時，既要橫向擺動，又要縱向擺動，所以截割部減速箱體既受橫向力又受徑向力。在掘進(jìn)機(jī)遇到矸石等堅(jiān)硬物煤層， 行星機(jī)構(gòu)在截割頭旋轉(zhuǎn)力的作用下， 跳動特別大， 在軸向和徑向不均衡力作用下，該襯套極易損壞， 損壞的細(xì)碎物，在銷軸的帶動下擠壓，將會造成內(nèi)孔及銷軸的磨損，已不可能在檢修時進(jìn)行裝配，必須對該位置進(jìn)行加工處理才能進(jìn)行再次裝配。襯套的主要化學(xué)成分如表（一）所示。其抗拉強(qiáng)度較低。

2.3改進(jìn)措施

要想減少由于襯套磨損造成的故障，延長設(shè)備的使用壽命，就必須有效的控制襯套的磨損，根據(jù)以上提出的襯套磨損來源，分析出其磨損控制可以從以下兩方面入手：

（一），在日常維護(hù)中，應(yīng)保證減速機(jī)箱體機(jī)器蓋的密封良好，定時的做好維護(hù)檢查工作，對于已經(jīng)被磨損的襯套及時的進(jìn)行修理和更換，盡量避免在維修的過程中對掘進(jìn)機(jī)減速機(jī)箱體機(jī)構(gòu)銷軸軸造成二次傷害，以確保掘襯套的性能不受到損害。

（二），使用一些防塵圈、防護(hù)罩等保護(hù)設(shè)施對與襯套配合的銷軸進(jìn)行防護(hù)，防止固體顆粒、煤渣直接與襯套接觸進(jìn)而造成的潤滑脂磨損。

3 .使用效果及經(jīng)濟(jì)效益

3.1 使用效果

襯套材質(zhì)更改之后，該襯套經(jīng)濟(jì)實(shí)用， 如果下一次產(chǎn)生類似磨損， 用鏜床加工去掉舊套， 重配一個新襯套又可以利用， 方便簡捷， 采用此方案先后改造了7臺EBZ150型懸臂式掘進(jìn)機(jī)，并推廣運(yùn)用到EBZ55和EBZ100型懸臂式掘進(jìn)機(jī)等類似結(jié)構(gòu)的掘進(jìn)機(jī)，使用效果理想，為煤礦安全生產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)創(chuàng)造了良好的條件。

3.2經(jīng)濟(jì)效益

掘進(jìn)機(jī)未采取上述方案改造， 需外購， 供貨周期長， 如采用上述方案， 只需在正常檢修工作日內(nèi)便可完成， 一個綜采工作面產(chǎn)量按每小班（8小時/班）向前8米， 改造該襯套只需3天（3班天）計(jì)算，巷道可多打24米。

4. 結(jié)語

綜采工作面的關(guān)鍵核心是掘進(jìn)機(jī)， 生產(chǎn)過程中每一個故障問題， 都應(yīng)當(dāng)盡可能得到快捷、方便、可靠的解決， 此工藝的改進(jìn)， 提高了掘進(jìn)機(jī)減速箱機(jī)構(gòu)檢修的效率， 使掘進(jìn)機(jī)能夠在最短的時間內(nèi)得到高效正常運(yùn)轉(zhuǎn)， 為煤礦生產(chǎn)發(fā)揮最大效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]成大先主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第5版.北京.化學(xué)工業(yè)出版社.2008年

[2]MT238.3-2006，懸臂式掘進(jìn)機(jī)_第三部分_通用技術(shù)條件.

[3]唐殿全，郭振中.煤礦機(jī)械修理與安裝.煤炭工業(yè)出版社，1999.

[4]中國煤炭教育協(xié)會職業(yè)教育教材編審委員會 編.煤礦機(jī)械檢修工藝學(xué)（第二版.2014年）.