矿用减速器检修调试一体机的设计及应用

王亮　丁超群　李海清

[摘    要]矿用行星齿轮减速器是矿井采掘设备主要动力源之一，对检修质量有着很高的要求。煤矿常用减速器分别有齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器和行星齿轮减速器，其中行星齿轮减速器占比达90%，该型减速器吨位重且体积大，检修难度大，全凭人工作业完成，劳动强度高。本文介绍了一台减速器的检修调试设备，可以实现减速器检修的机械化，大大提高了检修效率及降低职工的劳动强度。

[关键词]减速器;检修;调试;一体机

[中图分类号]TD634.2 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）06–00–02

Design and Application of Mine Reducer Maintenance and Debugging Integrated Machine

Wang Liang， Ding Chao-qun， Li Hai-qing

[Abstract]Mine planetary gear reducer is one of the main power sources of mining equipment， which has high requirements for maintenance quality. There are gear reducer， worm gear reducer and planetary gear reducer commonly used in coal mine. Among them， planetary gear reducer accounts for 90%. This type of reducer has heavy tonnage and large volume， and it is difficult to overhaul. It is completed by manual operation and has high labor intensity. This paper introduces a reducer maintenance and debugging equipment， which can realize the mechanization of reducer maintenance， greatly improve the maintenance efficiency and reduce the labor intensity of workers.

[Keywords]reducer; maintenance; debugging; all-in-one machine

現有减速器的检修工艺是利用起重机配合完成减速器的翻转及起吊，利用人工盘转完成I、II轴间隙的调整，检测减速器检修质量需要连接偶合器和电机组装成驱动，才能对其进行调试，发现问题再拆解整部驱动，不仅费时费力，作业现场还会出现一定的安全隐患。在检修过程中，主要难点如下：

（1）行星齿轮减速器在解体和组装时，要利用起重机反复翻转，产生较大冲击力，易造成调整好的I、II轴齿侧间隙发生变化，直接影响检修质量。

（2）减速器组装完成后需连接电机、偶合器进行调试，电机、偶合器及减速器三者连接螺栓高达50条以上，如果出现问题，必须全部进行解体造成二次返工，造成较大的人力和时间浪费，甚至造成配件的损坏，影响整体检修进度。

（3）解体和组装时，不断重复使用起重机起吊翻转，劳动强度大，对设备和人身造成一定的安全隐患。

基于上述问题，设计了该矿用减速器检修调试一体机。

1 常用矿用减速器的结构

综采三机上的减速器是煤矿最常见的减速器类型，主要由上箱体、下箱体、第一级圆锥齿轮副、第二级圆柱齿轮副、第三级行星齿轮副、上箱体冷却器、下箱体冷却器、轴承、密封件等组成，如图1所示，在箱体上设有透气塞、油塞及吸附金属磨料的磁性油塞等附属件。

2 减速器检修调试一体机的设计

检修上述类型减速器时，需先组装上箱体和下箱体，然后再组装行星机构。根据这个检修顺序，设计了该减速器检修调试一体机。

为解决减速器维修期间，外力配合存在安全隐患、整机调试工序繁多等问题，需要解决下面3个问题：

（1）研究如何实现减速器匀速翻转的难题。设计思路：利用马达和齿轮传动原理，使用回转轴承连接，形成“液压马达—小齿轮—大齿轮—回转轴承—连接套—减速器壳体”的驱动方式，带动减速器翻转，并保证在转动的过程中减速器能匀速运行。

（2）研究如何调整I、II轴间隙的问题。设计思路：采用变频器控制变频电机，实现转速从低到高，将一轴通过联轴器与电机连接，利用固定架对减速器I、II轴轴承进行夹紧，匀速转动完成对齿侧间隙、啮合面的调整，确保在调整过程中一轴和二轴不跳动。

（3）研究如何减少工序、优化减速器调试的问题。设计思路：将一体机上电机直接与被试减速器一轴连接，优化各连接部位，然后根据减速器的转速，设定相应变频器参数使转速达到要求转速，从而完成减速器的调试。

2.1 减速器检修调试一体机的组成

综合上述问题及设计思路，设计了该减速器维修调试一体机（见图2），设备由维修调试平台、变频器、电机、翻转机构、固定架、液压系统和控制系统等组成，其中翻转机构包括翻转支撑座、驱动马达、大齿轮、回转轴承，液压系统包括电机、油泵、油箱、操作台，控制系统包括变频器、操作台。

2.2 减速器检修调试一体机的工作原理

为了保证减速器在翻转过程中保持匀速，降低安全隐患，该设备采用马达和齿轮传动原理，形成“小齿轮—大齿轮—回转轴承—连接套”的驱动方式，由回转轴承带动减速器翻转，保证在转动的过程中匀速运行，不影响调整好的I、II轴齿轮间隙。

首先将所需装配的零部件清洗干净，并将使用的工具准备齐全。将冷却器先安装在箱体内，调整好位置并固定密封好。进行打压试验：压力3 MPa、保压15 min不得有渗漏现象。在装配减速器时，除了注意一般机械设备装配的常规注意事项外，应特别注意第一级圆锥齿轮的接触区、齿侧间隙、轴向游隙的调整，这些调整均借助于调整垫片组来实现。

检修时，壳体清洗干净后，首先利用下箱体端部孔将下箱体固定在该一体机连接套下部，将一轴、二轴及其余各轴总成依次放入下箱体，一轴通过联轴器与电机连接，利用固定架对减速器I、II轴轴承进行压紧固定，完成对齿侧间隙、啮合面的调整，然后用增减调整垫片的方法调整各部件达到规定的数值后，即可将轴承盖拆下涂以少许密封胶，再重新用螺栓紧固在箱体上。间隙调整完后，将密封胶均匀地涂在合箱口面及外露的轴承盖上，随即把上箱体合上，立即用螺栓将其紧固，扣盖后旋转90°安装行星机构，从而完成减速器的装配。

调试时，为了保证系统可靠，采用变频器控制电机，实现转速从低到高缓慢提速，将电机直接与被试减速器连接，并各连接部位紧固，根据减速器的额定转速，设定变频器参数，运行时，检测温度、震动等参数，从而完成整机调试。

3 应用效果

采用减速器维修调试一体机，与传统的人工作业相比，职工劳动强度降低和工效提升极为显著，同时降低了作业安全风险，在日常减速器检修中发挥了巨大作用。以SGZ1000/1710刮板输送机上68JSA减速器检修为例，经对比，传统的检修方法检修1台减速器，需要4人5天才能完成，使用该设备检修减速器后，只需2人3天即可完成。利用该设备检修减速器，中间节省了多个环节，避免了检修过程中的重复作业。在调试过程中，只需要减速器和该一体机变频电机连接，即可进行调试，如果有问题，可在该设备上检修，调试完好后，再与偶合器、电机连接组装成驱动，避免了直接组装成驱动调试后出现故障再解体的难题。

4 创新性分析

该减速器维修调试一体机有以下创新点。

（1）根据减速器型号的不同，调整变频器参数，可以提供不同的转速满足调试需求。

（2）该减速器检修调试一体机集翻转、调整间隙、结合面以及调试等多项功能于一体，减少了转运环节，实用性强。

（3）适用范围广，检修不同型号的减速器，只需更换相对应的连接套即可满足不同大小的减速器修理。

减速器检修调试一体机集翻转、调整、调试多项功能于一体，不仅降低了职工劳动强度，提高了功效，还减小了翻转作业安全隐患，同时可更换工装盘、调整转速，适用于煤矿绝大部分减速器检修调试。

5 结束语

该减速器检修调试一体机，可满足大小不同减速器的检修，适用范围广，降低了职工劳动强度，一台设备即可满足检修和调试2种功能，提高了检修效率，降低了组装过程中作业安全风险和损坏配件的风险，进一步提高了检修质量。

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