掘進機切割部失效形式及改進措施

劉文慧　王潤溥（北方重工集團有限公司煤礦機械分公司，遼寧 沈陽 110141）

掘進機切割部失效形式及改進措施

劉文慧王潤溥
（北方重工集團有限公司煤礦機械分公司，遼寧 沈陽 110141）

摘要：掘進機井下工作環境惡劣，伸縮部的結構形式又較為復雜，對其在掘進過程中可能出現的一些問題加以分析并制定出相應的解決方案，提高掘進機的使用效率。

關鍵詞：掘進機；切割部；原因分析；改進措施

目前，掘進機的動作形式除切割部為電機驅動外，其余動作均為液壓驅動，切割電機通過減速器驅動切割主軸，帶動切割頭旋轉實現破碎煤巖的目的。在掘進工作過程中，整個機體最先受到煤巖阻力沖擊的就是切割部，該部分內部結構復雜且井下工作環境惡劣，一旦出現問題就會造成整機的停機，影響用戶的進尺效率，這也對各部件的可靠性提出了非常高的要求，所以對其在掘進過程中可能出現的問題加以分析并制定出相應的解決方案是非常必要的。

1　切割部的結構組成和工作原理

切割部又稱為工作結構，是掘進機的重要組成部分。由切割頭、伸縮部、減速機、切割電機及罩板等相關件組成，如圖1所示。

切割電機通過減速器和切割主軸帶動切割頭旋轉，達到破碎煤巖的目的，整個切割部通過電機上兩個支承耳軸鉸接于回轉臺上，借助安裝于切割部和回轉臺之間的兩個升降油缸，以及安裝于回轉臺與機架之間的兩個回轉油缸，實現整個切割部的升、降和回轉運動。

1-切割頭；2-伸縮部；3-減速機；4-切割電機；5-罩板圖1

2　常見故障原因分析及相應的解決方案

2.1切割減速器下觀察孔滲油

（1）原因分析。發現切割減速器下方觀察孔存在滲油現象，首先應根據滲油量及滲油速度來判斷是裝配過程中殘留油脂還是減速器內部齒輪潤滑油從骨架油封處滲出，如果只是少量殘留油液，可先將其擦拭干凈，待機器運轉一段時間以后，再進行觀察是否還有滲油現象，若無滲油現象，則故障排除；若仍然存在滲油現象，且滲油速度加快，滲油量增加，可以判斷該處密封已失效。拆解后，發現此處骨架油封唇邊已損壞。

（2）改進措施。嚴格控制輸入軸與輸入軸套的加工質量，保證加工尺寸及表面粗糙度達到要求；提高裝配檢查力度，要求裝配鉗工嚴格依據裝配工藝文件執行操作。骨架油封損壞的主要原因是由于與其配合的輸入軸套表面粗糙度和同軸度不好造成的，為提高此處密封的可靠性，避免問題的再次發生，主要從如下兩個方面進行改進。一是提高與骨架油封配合的輸入軸套外圓表面粗糙度和同軸度，改變加工工藝，由原來車成改為磨成。二是將原選用的國產骨架油封更換為質量可靠地進口骨架油封。

2.2主軸承損壞

（1）原因分析。掘進機在進行橫掃工作時，主軸承主要承受以徑向動載荷為主的徑、軸向載荷，而在做掏窩工作時，主軸承主要承受以軸向載荷為主的徑、軸向載荷，因此主軸承需要承受來自切割頭的大部分軸向力和切割震動，同時還起到伸縮過程中的導向作用，如果前端浮動密封失效則會導致粉塵進入到軸承內部，加速軸承內外圈的磨損；或者是日常維護不到位，沒能及時更換或加注潤滑脂的減少量，導致軸承在潤滑不足的情況下發熱量加大而引起軸承的燒結；或者是在裝配過程中筒內殘留了一定的雜質，在切割旋轉過程中收到機器的震動進入到軸承內部，由此引發了軸承的快速失效。

（2）改進措施。改進切割頭與保護筒之間的密封形式，由原來的盤根密封改進為多道VD密封，保證其有更好的密封效果及使用時間，井下工作人員應隨時注意該密封的使用情況，發現損壞應及時更換；注意伸縮部在工作過程中有無異響或發熱，出現問題及時停機檢查；出廠裝配過程中要將切割部各件內壁雜質清除干凈，用戶也應確保更換軸承時無雜質進入；提高內噴霧的使用頻率，有效抑制截割過程中產生的粉塵，在日常維護中要保證內噴霧旋轉密封的油脂潤滑，降低油水混合的概率，延長切割主軸承的使用壽命。

2.3主軸斷裂失效

（1）原因分析。此種情況的斷裂面大多發生在變截面位置處，主軸的直徑變化導致存在一定的應力集中，在工作過程中主軸的受力也比較復雜，同時受到軸向力、徑向力、扭矩和彎矩的綜合作用，主要是以周期性反復彎曲載荷為主，造成主軸旋轉完全疲勞斷裂，產生的可能原因有主軸材質存在缺陷，材料綜合性能差，如基體組織為正火態、氮化層過薄、疲勞強度低等，無法滿足設計使用要求；井下操作工人操作不當也會導致主軸的斷裂。

（2）改進措施。保證原材料的質量，提高設計標準，將原有的超聲波探傷等級提高；提高主軸的調質硬度，嚴格檢查調質后的主軸硬度，保證其達到圖紙的設計要求；提高表面氮化層深度，加強表面硬度，改善疲勞強度，降低缺口敏感性的作用；嚴格要求操作工人按照說明書要求操作，延長機器的使用壽命。

結語

在工作過程中，如果發現掘進機存在異響或發熱嚴重，應立即停機檢查做好詳實準確的記錄，仔細分析可能原因，若明確其發生故障，應及時維護或更換損壞件，盡快恢復生產以保證將損失降到最低。若損壞部分需要返廠維修，則盡量保證實物損壞的真實性，由廠家專業人員分析解決，并提出一定的改進措施，保證后續的生產過程的連續性，提高掘進效率，同時也會為客戶提供更優質的產品。

參考文獻

[1]郭丹丹，毛君.掘進機截齒失效形式與對策分析[J].遼寧工程技術大學學報：自然科學版， 2006（25）：247-248.

中圖分類號：TD42

文獻標識碼：A