刮板輸送機鏈輪組件潤滑油循環過濾系統研究

楊存靈

（1.中煤張家口煤礦機械有限責任公司；2.河北省高端智能礦山裝備技術創新中心，河北 張家口 075000）

在我國能源供應中，煤炭供應具有重要的位置，在煤炭開采過程中，刮板輸送機是很重要的輸送設備，而鏈輪組件是刮板輸送機關鍵的部件之一，將電機減速器傳遞來的大扭矩通過鏈輪組件來驅動閉合的刮板鏈運行，從而帶動煤炭在輸送機中移動，鏈輪組件的故障會直接影響設備的運行。而鏈輪組件的故障主要包括浮封環組件的失效，軸承的損壞、鏈輪齒的磨損等3 種常見形式，鏈輪齒的磨損可以通過觀察發現問題，浮封環組件的失效、軸承的磨損都在鏈輪組件體內發生，不易覺察。由于井下環境復雜，煤灰、粉塵、水等容易進入鏈輪體內部或浮封環組件的失效，煤灰、粉塵、煤泥的進入，日積月累地導致軸承的磨損，使鏈輪組件的使用壽命大大低于設計的使用壽命，本文設計一個潤滑油循環過濾系統，在不拆卸鏈輪組件，不影響生產的情況下，來解決煤灰、粉塵、水等進入鏈輪體對浮封環組件及軸承造成的損害，延長鏈輪組件的使用壽命，從而降低鏈輪組件的更換頻率，提高井下煤炭開采效率。

1 鏈輪組件的結構與失效形式

鏈輪組件由鏈輪、軸、軸承、軸承座、浮封座、浮封環組件、端蓋、密封及各類附件組成。安裝于輸送機機頭架或機尾架上，鏈輪組件失效形式有浮封環組件的失效，導致鏈輪體內進入煤塵，形成煤泥，造成軸承在缺少稀油潤滑和煤塵雜質磨損的雙重作用下，過早疲勞損壞，繼而造成整個鏈輪組件的損壞。或煤灰、粉塵、水等進入鏈輪體內導致浮封環組件失效，以及鏈輪組件在正常運行過程中，鏈輪組件的各零件之間產生的鐵屑等污染潤滑油，導致潤滑油品質變差，從而影響浮封環組件、軸承的使用壽命，以及鏈輪齒的磨損等失效。

2 目前井下鏈輪組件潤滑注油形式以及存在的問題

井下鏈輪組件潤滑形式主要是潤滑油稀油潤滑，如圖1，稀油潤滑主要是在高于鏈輪組件的機頭架或機尾架上安裝遠程注油裝置，通過管路與鏈輪組件連接，在遠程注油裝置的油箱加注潤滑油，潤滑油通過自身重力以及與鏈輪組件之間安裝位置的高度差自動向鏈輪組件注油。一路注油，另一路管路排出鏈輪組件內的氣體。優點是不用人員每天注油，只要保持遠程注油裝置油箱里不缺油即可。

圖1 鏈輪組件注油管路聯接示意圖

存在的問題：其一,井下惡劣環境，煤塵、水等進入鏈輪體內，造成潤滑油變質，油箱中的新油進不來，鏈輪組件內的變質潤滑油無法排出，日積月累，浮封環組件以及軸承在油質受到污染情況下運行，容易造成浮封環組件和軸承的損壞。其二,當浮封環組件損壞時，出現滲油、漏油現象時，導致鏈輪體內進入煤塵，不能及時清除煤灰，造成軸承在缺少稀油潤滑和煤塵雜質磨損的雙重作用下，過早的疲勞損壞，繼而造成整個鏈輪組件的損壞。在井下拆卸鏈輪費時費力，更換浮封環組件困難，由于生產需要，可能需要等到整個工作面采完時才升井大修。從而進一步對鏈輪組件造成損壞。其三，鏈輪組件內部鐵屑的磨損，容易造成潤滑油油質的變質，變質后的潤滑油無法及時排出，造成浮封環組件以及軸承的損壞。其四，井下環境惡劣，煤塵進入鏈輪組件體內，與潤滑油結合，容易造成淤泥，堵塞鏈輪組件內部油路，導致浮封環組件及軸承不能及時得到潤滑，造成其虧油。其次鏈輪組件結構緊湊，井下使用環境惡劣，安裝拆卸空間狹小，更換不方便，費時費力等。以上幾個方面的原因，造成鏈輪組件的使用壽命低于設計壽命，更換鏈輪組件費時費力，加之生產需要，不能及時更換鏈輪組件，容易造成鏈輪組件的嚴重損壞，從而影響設備使用壽命。

3 改進措施及其原理

鑒于鏈輪組件的重要性以及損壞特點，通過在鏈輪組件體外安裝一套潤滑油循環過濾系統來解決以上問題，如圖2、由泵、油污過濾器、減壓閥、球形截止閥、管路等組成。當鏈輪組件在井下使用一段時間后，利用井下每天檢修時間，可以啟動泵，關閉10#球形截止閥，開通2#、4#、7#號球形截止閥，通過泵及管路把鏈輪組件里面的潤滑油吸出，通過3#油污過濾器過濾，減壓閥減壓后送回鏈輪體內，通過閉合管路，不斷的循環，逐漸的把鏈輪體內舊油吸出過濾后送回鏈輪體內，從而達到清洗鏈輪組件體內煤灰、鐵屑、水的目的。使浮封環組件、軸承在一個相對干凈的潤滑油環境中運行，從而延長鏈輪組件的使用壽命。此潤滑油過濾系統的設計要求，其一，管路是透明的，方便觀察鏈輪體內潤滑油的污染以及過濾情況，直到吸出的油比較清潔時可減少過濾的頻率。其二，油污過濾器，可過濾潤滑油中的煤灰、水、鐵屑等雜質并且油污過濾器方便拆卸和更換。其三，回油管路中的減壓閥可將油壓降低到小于等于3kg.cm-3，起到保護浮封環組件的要求，防止壓力過大造成浮封環組件的損壞。其四,吸潤滑油的量小于等于回油的量,防止鏈輪體內吸油過快，而導致鏈輪體內缺油。其五,泵的輸出壓力不能太大。此潤滑系統還有另外一個作用，就是將原來鏈輪組件注油方式由被動注油轉換為主動注油，防止油路堵塞時，遠程注油裝置的油壓力不足，到不了鏈輪組件體內來，方法是關閉9#球形截止閥，開通10#球形截止閥，接通油箱，通過泵主動向鏈輪體內注油，防止鏈輪組件因為管路堵塞而缺油。通過此系統來改變浮封環組件、軸承在鏈輪體內運行時有良好的潤滑環境，減少煤塵、水等對鏈輪使用壽命的影響,從而延長鏈輪組件的使用壽命。

4 井下所見與建議

筆者之前在金雞灘煤礦108 工作面井下服務過程中，遇到過下面情況，當時設備運行4 個月后，輸送機機頭與鏈輪聯接的遠程注油裝置油箱中的油是滿的，但是把回油管拆下，并放在低位，回油管不出油（備注：此鏈輪組件為雙伸鏈輪，通過鏈輪組件的定位銷注油，因此鏈輪組件進出油口的高度一樣）。后拆下進油管，用風管向鏈輪體內打氣，回油管出來潤滑油與煤泥的混合物，而鏈輪沒有漏油，如果發現不及時，那么浮封環組件和軸承在潤滑油有大量雜質污染和缺油的情況下，會逐漸失效，輸送機機尾鏈輪組件遇到的情況相似。還有通過觀察維修的舊鏈輪組件（如圖3），拆開后發現，鏈輪體內潤滑油的路徑中，有大量雜質，以及附著在鏈輪體內部的潤滑油由本來的黃色變成黑色的，以及鏈輪軸中心過油孔中沉積大量煤泥，可以想象這樣的潤滑油對浮封環組件和軸承使用壽命的影響很大。

圖3

特別是在浮封環組件損壞的情況下，鏈輪體內煤泥堆積的更多，軸承缺油的情況更嚴重，從而導致軸承損壞更快更嚴重，大大縮短了鏈輪組件的使用壽命，需要更換鏈輪組件，造成停產等不良影響，鑒于以上事實，煤塵、水鐵屑等對潤滑油的嚴重影響，此潤滑油循環過濾系統有其使用的必要性，建議在將來的煤礦生產中廣泛使用，通過過濾鏈輪體內潤滑油的雜質，給浮封環組件及軸承創造一個良好的潤滑環境，從而延長鏈輪組件的使用壽命，降低井下生產勞動強度，提高采煤效率。

5 結語

本文對目前刮板輸送機鏈輪組件的注油方式以及鏈輪組件使用工作環境、失效特性進行綜合分析，得出煤粉的持續侵入是影響浮封環組件以及軸承使用壽命的重要原因，提出新的潤滑油過濾系統的措施，不用拆卸鏈輪組件，就能簡單過濾鏈輪組件體內潤滑油里面的煤粉、水、鐵屑雜質等，通過給浮封環組件及軸承創造一個良好的潤滑環境，來增加鏈輪組件的使用壽命，減少鏈輪組件的更換頻率，從而提高采煤效率的方法。