JOY6LS-05型采煤机传动齿轮轴密封改进措施

2014-11-28

王海兵 刘胜志 曹海青
(神华集团神东有限公司,陕西大柳塔 719315)
  摘 要:根据井下使用、检修、维护及地面维修等各方面的反馈信息,发现神东矿区使用的采煤机驱动机构齿轮轴在密封设计上存在缺陷,造成密封效果不良,且不易装配,增加了(维)检修工作量。通过总结分析,提出了如何改进久益采煤机驱动机构齿轮轴密封的措施。
  关键词:驱动机构;密封不良;改进措施
  1 前言
  神东公司自1996年引进美国JOY公司6LS型直流电牵引采煤机在公司使用至今,为公司煤炭生产连创世界新纪录做出了重大贡献。但在实际使用中采煤机驱动机构传动齿轮轴承密封不良,造成泄漏,轴承腔内进入粉尘,从而影响轴承润滑效果,使轴承非正常损耗严重,造成轴承和油品消耗量大,甚至磨损驱动机构箱体的事故时有发生,致使整机未到大修期而被迫更换驱动机构的情况时有发生。尤其是2004年6~9月份,项修的LWS507,LWS470采煤机,新装配的驱动机构在整机测试时就发生了严重的泄漏现象,致使重新装配驱动机构而延长了工期,尽管如此,密封效果还是不很理想,因为驱动机构传动齿轮轴承密封存在明显故障。
  2 故障分析
  2.1采煤机驱动机构轴承的工况条件
  (1)工作介质:320#齿轮油、煤粉。
  (2)速度:≤6.74r/min;9.15r/min;11.46r/min;7.87r/min;5.32r/min(此速度因电机A,B传动齿轮齿数的不同而不同)。
  2.2密封结构
  JOY公司的6LS采煤机驱动机构传动齿轮轴密封采用的是O形密封,由于在井下使用过程中,O形密封磨损严重,拆卸时常发现被磨损成扁形,密封效果不良。JOY公司经过改进而选用无骨架支承的Y形孔密封。如图1所示,传动齿轮上的密封主要作用是防止320#齿轮油泄漏,同时起到防尘作用。
  Y形无骨架支承密封一般用于润滑脂,活塞杆往复运动的防尘环或低速(v≤0.5m/s)条件下的密封。而久益6LS-05型采煤机的传动机构轴承为320#齿轮油润滑,所以此密封难以满足此驱动机构的工况条件及相关特性要求。主要存在的问题如下:
  (1)密封是由橡胶硫化而成,无骨架支承,外圆缺乏刚性,强度低,转动时密封在轴承内产生晃动和滑移。
  (2)工艺性差。由于密封为孔用密封,在装配时唇口要朝向润滑油侧,而唇口尺寸大于后端,而此处又是暗装配,无法使用辅助工具,极易使密封唇口剪裂、扭曲或外翻,拆卸时常发现唇口残缺不全。外方提意反向安装(即唇口向外)。由于反向安装容易,唇口不易损坏,起到了防尘作用,但油液极易从密封小端沿斜面泄漏,当机构转动时,产生温升,由于Y形密封唇是由橡胶制成的,橡胶在温升时产生变形、收缩,常会造成泄漏现象,所以效果仍然不好。
  (3)密封唇口尺寸,腰部结构明显存在缺陷。若密封损坏而产生泄漏,大量粉尘便进入轴承腔,当此机构运转作业时,有时烧坏轴承。而井下条件很难更换轴承,只有更换驱动机构,直接影响矿井正常生产,并使设备维修成本增加。
  3 改进措施
  (1)选用有骨架支承的L形轴密封。
  (2)将轴承压圈上与轴承杯上方各加工出如图2所示(L形骨架支承密封安装局部图)安装L形密封的台阶孔,将L形有骨架支承轴密封如图2所示唇口朝向轴承侧安装到位。
  (3)在传动齿轮上加工一组密封用金属环(密封环)过盈装配到齿轮轴上,并用电焊点焊,以防止其长时间工作后脱落。
  (4)在安装时,将齿轮吊起垂直装入下端箱体内的轴承杯内,使密封环与L形有骨架支承的密封紧密接触。因为密封唇口朝向轴承方向,大口处向齿轮方向,齿轮轴上密封环容易通过密封大口处,故安装容易,不会损坏此类L形有骨架支承的密封唇口。同理安装另一侧轴承杯上的密封。
  (5)在自由状态下,L形有骨架支承的密封内径比轴径小,即有一定的过盈量(过盈量可取1~2mm),油封装到轴上后,其唇口的压力和自收紧弹簧的收缩力对轴产生一定的径向抱紧,遮断泄漏间隙,达到密封的目的。且此类L形有骨架支承的密封安装位置小,轴承尺寸小,使机构紧凑,密封性能好,使用寿命长,对机构的振动和主轴的偏心有一定的适应性,拆卸容易,检修方便,且价格便宜。
  4 结语
  选用L形有骨架支承轴密封,外圆刚性强,强度高,转动时不会在轴承内晃动和滑移,密封设计合理,安装容易,唇口不会损坏,且唇口弹簧不易掉出,唇口有弹簧收紧,密封性强,不易泄漏,粉尘不易进入轴承腔,从而有效地防止了漏油、粉尘进入轴承腔而使轴承磨损加剧,以及烧坏轴承故障等的发生。

来源:《煤矿机械》2005年第6期