掘进机减速机箱体机构衬套磨损后的原因分析及改进

2015-05-30孔凡亮田义振

中国机械 2015年9期

孔凡亮　田义振

摘要：本文通过对掘进机结构及使用工况的分析，提出一种合理的材料改进及加工工艺方案，使用加强套的方法使问题得到合理有效的解决。这种新的方法在实际应用中收到很好的成效。

关键词：衬套；磨损；分析及改进；掘进机减速机构

1.概述

悬臂式掘進机（以下简称为“掘进机”，如图1所示）是煤矿机械化掘进生产的重要设备之一。我公司自主开发生产的EBZ150型掘进机，采用了国际先进技术和合理的整机结构，具有强度高、性能可靠、抗倾覆能力强等优点。机器适用于较大倾角的煤巷、半煤岩巷道的掘进。为保证生产进度，关键是加强该机构的可更换性及最短时间内修复该机构。对箱体衬套进行深入的研究探讨和改进，不仅有助于延长截割机构的使用寿命，节约更换成本，更能在一定程度上减少对其他部件的冲击，避免危险的发生。

2.衬套损坏原因分析及改进

衬套损坏主要有以下几种形式：①碎裂，损坏最为常见的是在衬套轴向、径向出现许多不规则裂纹，有时整个衬套碎裂成多块；②转套现象也时有发生；③衬套烧研现象，衬套内表面。

2.1衬套损坏的客观原因

减速机箱体是截割部的调高部件，同时又是截割部可以摆动的减速机构。作为掘进机关键的零部件，箱体处的使用状况影响着整部机器的截割能力和截割平稳性，一般来说，每个机体衬套的寿命在半年左右，个别情况使用寿命仅1-2个月。但在实际使用过程中，经常遇有夹矸等坚硬煤岩层，对掘进机减速机箱体结构损伤非常大，而且设备多年来一直处于满负荷或超负荷运行状态，导致箱体与截割头升降液压缸铰接处的衬套磨偏或箱体开裂，衬套经常出现问题，频繁地更换衬套严重影响了井下生产进度。

2.2衬套材质设计原因

由于本公司产品主要面向南方的云贵煤产区，煤层特点是其中含有夹矸石等坚硬煤岩层。在掘进机工作时，箱体机构极易出现衬套磨偏或箱体开裂的情况，导致箱体与升降液压缸干涉。这样的地质条件对箱体机构的强度和韧性，以及其与液压缸间的铰接效果提出了更高的要求。

由于掘进机在井下工作时，既要横向摆动，又要纵向摆动，所以截割部减速箱体既受横向力又受径向力。在掘进机遇到矸石等坚硬物煤层，行星机构在截割头旋转力的作用下，跳动特别大，在轴向和径向不均衡力作用下，该衬套极易损坏，损坏的细碎物，在销轴的带动下挤压，将会造成内孔及销轴的磨损，已不可能在检修时进行装配，必须对该位置进行加工处理才能进行再次装配。衬套的主要化学成分如表（一）所示。其抗拉强度较低。

2.3改进措施

要想减少由于衬套磨损造成的故障，延长设备的使用寿命，就必须有效的控制衬套的磨损，根据以上提出的衬套磨损来源，分析出其磨损控制可以从以下两方面入手：

（一），在日常维护中，应保证减速机箱体机器盖的密封良好，定时的做好维护检查工作，对于已经被磨损的衬套及时的进行修理和更换，尽量避免在维修的过程中对掘进机减速机箱体机构销轴轴造成二次伤害，以确保掘衬套的性能不受到损害。

（二），使用一些防尘圈、防护罩等保护设施对与衬套配合的销轴进行防护，防止固体颗粒、煤渣直接与衬套接触进而造成的润滑脂磨损。

3 .使用效果及经济效益

3.1 使用效果

衬套材质更改之后，该衬套经济实用，如果下一次产生类似磨损，用镗床加工去掉旧套，重配一个新衬套又可以利用，方便简捷，采用此方案先后改造了7台EBZ150型悬臂式掘进机，并推广运用到EBZ55和EBZ100型悬臂式掘进机等类似结构的掘进机，使用效果理想，为煤矿安全生产、稳产、高产创造了良好的条件。

3.2经济效益

掘进机未采取上述方案改造，需外购，供货周期长，如采用上述方案，只需在正常检修工作日内便可完成，一个综采工作面产量按每小班（8小时/班）向前8米，改造该衬套只需3天（3班天）计算，巷道可多打24米。

4. 结语

综采工作面的关键核心是掘进机，生产过程中每一个故障问题，都应当尽可能得到快捷、方便、可靠的解决，此工艺的改进，提高了掘进机减速箱机构检修的效率，使掘进机能够在最短的时间内得到高效正常运转，为煤矿生产发挥最大效益。

参考文献：