在煤矿开采过程中,提升机减速器是其中不可或缺的组成部分,其一般是将正常运行的电机通过一系列的操作转化为减速电机,这样既可以增大电机转矩,而且还可以提高电机承受负载能力。在煤矿开采过程中,由于各方面因素的影响,会导致提升机减速器出现齿轮故障、轴承故障、箱体变形故障、润滑油泄漏故障等,本文将会对这些故障进行分析,并提出针对性的解决对策,以此来确保提升机减速器的正常运行。
在煤矿开采阶段,提升机主要肩负着煤、物料运输等相关任务,而在提升机中减速器属于重要的核心部件之一,其具体结构如图1所示。
1-中间轴Ⅲ;2-输出轴Ⅳ;3-齿轮4;4-齿轮6;5-齿轮5;6-联轴器Ⅱ;7-主轴装置;8-中间轴Ⅱ;9-输入轴I;10-齿轮2;ll-齿轮l;12-齿轮3;13-联轴器I;14-电动机
在实际运行过程中,通过联轴器I电机可以有效带动减速器输入轴I的运行,随后通过输出轴IV可以带动联轴器Ⅱ运行,进而实现主轴装置的有效运行。
大量的实践经验得知,一旦提升机减速器发生故障,将会对煤炭生产进度产生一定的影响,甚至有可能诱发重大安全事故,危及开采人员的生命安全。例如,在实际运行过程中,如果提升机减速器出现故障,有可能导致提升速度过快,进而对升井、下井人员的生命安全造成威胁。
减速器是煤矿提升机运行过程中比较重要的组成部分。在实际运行阶段,由于各方面因素的影响,极易诱发提升机减速器故障,具体如图2所示。
在提升机减速器运行过程中,裂纹是发生率比较高的齿轮损伤,诱发该类现象的主要原因包括后天和先天两大类,其中后天性裂纹一般是指外界应力大于金属内部抗拉能力。而先天性裂纹一般是指在铸造时齿轮存在缺陷;
在齿轮长时间运行过程中,齿面疲劳不可避免,从而在齿轮表面出现疲劳裂纹,诱发更加严重的损伤,最常见的特点是齿轮表面出现凹凸不平现象;③断齿。断齿一般是指在极端条件下出现一个齿或多个齿断裂现象。在长时间运行状态下,煤矿提升机的运行将会增加齿轮间的摩擦,进而产生大量的热量,使材料本身的强度大大降低,此时加之高强度的运行,极易诱发齿轮的齿出现断裂现象,进而增加安全隐患;④齿面损耗。在提升机减速器运行阶段,齿轮损耗是不可避免的。通常情况下,提升机处于持续运转之中,从而使不同齿轮间持续摩擦,进而诱发齿面的损耗;⑤胶合。在提升机减速器运行过程中,虽然可以通过加注高压润滑油的方式来达到保护齿轮的目的,如果骤然增大齿轮承受压力或润滑油出现质量问题,将会导致齿轮表面润滑油膜出现较大概率的破裂,致使齿轮金属出现直接接触,增加了融化粘连现象的发生率。同时,如果齿轮与齿轮发生相对运动,将有可能使齿轮金属粘连部分直接撕裂,即所谓的胶合现象;⑥永久变形。如果齿轮承受的应力超过了齿轮材料的极限应力,将会导致齿轮发生永久变形,此时的齿轮已无法维修,只有对其进行更换。
煤矿提升机减速器工作过程中,如果轴承承担比较小的应力时,轴承不会出现结构损伤。然而,在实际运行过程中,由于安装或工作等原因影响,将会导致齿轮出现偏转,进而增加了轴承的应力,如果应力积累到一定程度时,将会诱发轴承损伤,甚至出现轴承振动或异响。此时,具有较高维修经验的工作人员能够对设备问题进行分析,并采取有效措施给予解决。反之,如果维修人员对减速箱体不够熟悉或专业水平偏低时,将不能及时调整和解决轴承故障。轴承损伤一般无法凭借肉眼来评判,而受损轴承运行一般无规则,导致齿轮出现非正常磨损,进而诱发更严重的轴承故障。
通常情况下,箱体变形一般是由吊起箱体引起的,主要是因为煤矿工作环境较为复杂,要对提升减速器的位置进行频繁挪动,在吊装挪动过程中,极易诱发箱体变形故障。
在煤矿提升机减速器实际运行阶段,适量的润滑油既能够提高减速器的运行效率,同时还可以避免摩擦而产生大量的机械热量。大量的调查得知,减速箱不平整、密封不够严或受到变形等都会诱发润滑油泄漏故障。一旦出现减速器润滑油泄露现象,将会提升齿轮磨损运行速度,甚至还有可能出现异响或高温现象。
在提升机减速器运行阶段,不可避免的会出现裂纹、齿面疲劳、断齿、齿面损耗、胶合、永久变形等齿轮故障,此时需要结合实际情况采取有效措施给予避免,具体措施如下:①裂纹故障解决对策。在提升机减速器运行过程中,通过降低使用强度来避免后天性裂纹的发生,通过提高铸造水平来使齿轮内部应力降低,进而避免先天性裂纹的发生。②齿面疲劳。在提升机减速器运行阶段,如果齿轮表面出现凹凸不平现象,需要打磨圆滑点蚀坑边缘,并定期更换极压润滑油;③断齿。针对此类问题需要定期更换和检修提升机减速器内的齿轮或避免齿轮高强度长时间使用,或在铸造过程中,可以通过提升铸造工艺来使齿轮强度得到提升;④齿面损耗。对于齿面损耗问题,可以借助润滑油来缓解齿面损耗的程度,但是无法完全杜绝。在长期使用后,即使质量再好的齿轮也需要定期进行更换;⑤胶合。为了使胶合现象得到解决,既要对润滑油给予定期更换,还要做好齿轮的日常维修和检查工作。如果齿轮有修复价值,需要立即对胶合损伤处进行打磨光滑处理;⑥永久变形。对于齿轮永久变形问题,需要对其进行及时更换。而在齿轮更换时,最好选择强度高的齿轮。
对于煤矿提升机减速器而言,轴承设计既是一项比较重要的工作,也是一项难点,主要是因为轴承在使用阶段,需要长时间受外部应力影响,从而增加轴承故障的发生率。此时,需要进一步强化轴承的韧性与承受力,并结合实际情况来对轴承给予科学、合理选择,以此来降低轴承故障的发生率。同时,在轴承设计阶段,可以引入热处理程序,这样既可以降低轴承变形的发生概率,而且还可以提高轴承的耐用性。在滚动轴承设计与制造方面,我国已掌握比较成熟的技术手段,选择以滚动轴承为核心的主承载方式,能够更好的发挥轴承作用,在降低轴承故障发生率的同时,还可以有效提高提升机减速器的运行效率。
在提升机减速器设计过程中,可以从以下两个方面来解决箱体变形故障:①铸造型箱体需要按照要求先开模,该过程中只需要投入比较低的生产成本,因此具有比较高的经济适用性。然而,铸造的机械刚性不够良好、强度偏低,从而导致其只能在工状比较好的煤矿中得到应用;②焊接箱体具有质量轻、强度高等特点,后期只需要分区域进行维修即可,从而使维修工作效率大大提升。
在提升机减速器运行阶段,需要结合煤矿运营特点来对润滑系统给予合理选择,因为不同空气状况下的润滑油具有不同的性质与作用,且使用效果存在比较大的差异。例如,如果矿井比较深时,最好选择浸油飞溅来润滑,只有这样才可以达到预期的润滑效果。
综上所述,在煤矿生产过程中,煤矿提升机减速器必不可少,此时如果其发生故障,将会导致煤矿生产无法顺利进行,因此需要对煤矿提升机减速器运行阶段常见故障给予分析,并制定有效的预防和解决措施,这样既可以确保煤矿提升机减速器的正常运行,而且还可以提高煤矿开采效率。
摘要：本文主要分析了提升机减速器的特点和工作原理,重点介绍了煤矿提升机减速器运行故障及解决对策,它不仅可以降低煤矿提升机减速器运行故障的发生率,而且还可以确保提升机的安全、稳定运行。通过对煤矿提升机减速器运行故障进行分析,以期为煤矿的安全生产提供可靠保障,创造出最大化的经济与社会效益。
关键词：煤矿提升机,减速器,常见故障,解决对策
[1] 李斌.煤矿提升机减速器故障及技术改进的研究[J].机械管理开发,2020,9(5):59-60.
[2] 王景.煤矿提升机减速器常见故障分析及技术改进[J].石化技术,2020,11(4):146-147.
[3] 孟大令,高崇.关于煤矿提升机减速器的常见故障分析及技术改进[J].中国战略新兴产业,2020,5(2):91-92.
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