一種新型掘進機截割減速器透氣塞的設(shè)計*

文章編號：2095-6835（2016）07-0071-01

摘 要：將普通透氣塞應(yīng)用于掘進機截割減速器中很容易出現(xiàn)溢油的問題。通過分析普通透氣塞溢油的原因，提出了優(yōu)化后的新型透氣塞結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的透氣塞具有透氣不透油的特點，能從根本上解決溢油的問題，進而保證減速器的正常使用。

關(guān)鍵詞：截割減速器；透氣塞；溢油；掘進機

中圖分類號：TD421.5 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.07.071

1 截割減速器的運行特點

截割減速器位于掘進機截割部，它主要負責(zé)增加大功率電機的輸出扭矩，降低輸出轉(zhuǎn)速，使截割頭輸出力能夠達到破碎煤巖的目的，從而完成對巷道整個斷面的截割。截割減速器采用二級行星減速，油面需保持在減速器的中心位置，以確保軸承和齒輪的潤滑度。圖1為截割減速器在掘進機中的位置。由于掘進機截割工作時需要截割部上下左右擺動，再加上整機截割時會產(chǎn)生劇烈的振動，所以，減速器內(nèi)部油位上下起伏不定。掘進機運行一段時間后發(fā)現(xiàn)，減速器透氣塞部位向外溢油，并且其溫升速度比較快。

2 溢油和溫升快的原因分析

由圖1可知，透氣塞位于截割減速器頂部的中間位置，使用的是圖2所示的普通透氣塞。

普通透氣塞由內(nèi)向外只有一條通路，雖然透氣塞內(nèi)部可以充填網(wǎng)狀材料隔油或防止外部粉塵進入內(nèi)部，但是，在減速器運行的過程中，因為行星減速器內(nèi)部的高速旋轉(zhuǎn)和齒輪的甩油效應(yīng)，再加上重載齒輪箱油黏度比較高，透氣塞底部很快就會被油液堵滿。隨著減速器運行溫度的升高，減速器內(nèi)部氣壓增大，透氣塞底部附著的油液就會不斷地溢出透氣塞，導(dǎo)致減速器內(nèi)部油液缺失。井下使用的掘進機是間歇運行，它始終處于運行—冷卻—再運行的狀態(tài)，而減速器內(nèi)部氣壓則時高時低。在截割巖石巷道時，油液損失極為嚴重，幾乎每天都需要補充油量，不然透氣塞很容易因為減速器缺油、溫升太快而被損壞。如果沒有透氣塞，當(dāng)減速器高負荷運行時，內(nèi)部氣壓太高容易影響減速器輸入、輸出的密封性。因此，相關(guān)工作人員需要進一步改進普通透氣塞的設(shè)計，不僅要保證減速器能夠正常運行，還要讓其發(fā)揮透氣的作用。另外，減速器要具備透氣不透油的性能，以保證其內(nèi)部油量的充足。

3 透氣塞的改進

3.1 壓力型透氣塞

壓力型透氣塞如圖3所示。

該透氣塞內(nèi)部主要增加了油密封和氣密封，只有減速器內(nèi)外達到一定的壓差時才可以打開。在減速器運行的過程中，當(dāng)油液飛濺

到油密封處時，油密封處于關(guān)閉狀態(tài)，油液聚焦到一定程度會因為自重作用流回減速器內(nèi)部，防止減速器內(nèi)部油量減少。當(dāng)腔內(nèi)壓力達到一定程度時，油密封打開釋放壓力空氣。為了防止腔內(nèi)壓力過高，要合理控制油密封的壓力，保證減速器內(nèi)部的壓力，減小對減速器密封性的影響。在減速器不工作、冷卻時，腔內(nèi)壓力會逐漸減少。如果此時打開氣密封，可以將腔內(nèi)壓力值控制在正常范圍內(nèi)。

在保證減速器內(nèi)部壓力的情況下，使用壓力型透氣塞可以有效控制油量的損耗。但是，壓力的增加會使減速器內(nèi)部溫度升高，因此，需要合理控制油氣密封的開關(guān)壓力，避免減速器的其他密封件被損壞。在相關(guān)試驗中，最重要的工作是檢驗壓力型透氣塞的合理性。

3.2 無壓防溢型透氣塞

無壓防溢型透氣塞如圖4所示。

無壓防溢型透氣塞采用的是透氣塞內(nèi)外暢通式設(shè)計，它有效避免了壓力型透氣塞的缺點，使減速器內(nèi)外壓力始終保持一致。當(dāng)油溫升高時，油和氣同時進入透氣塞內(nèi)部，在重力的作用下，油液打開開關(guān)重新返回減速器，而多余的氣體則由排氣口排出。這種透氣塞巧妙地運用了油重氣輕的特點，在回油口將其風(fēng)離，避免油溢出。

4 使用效果

在井下對改良后的2種透氣塞進行試驗，2種透氣塞減速器工作時都不存在溢油的問題。但是，在采用壓力型透氣塞時，在打開油密封時，會隨著氣體排出少量的油液——總量很少，只是在透氣塞周圍有少量的油跡；工作一個循環(huán)后的溫升也比無壓型稍高2～3 ℃。總體上講，2種改進后的透氣塞的工作效率比較高，應(yīng)用它們能減少齒輪箱油液的損耗量。

5 結(jié)束語

對減速器來說，雖然透氣塞是一個小零件，但是，其設(shè)計決定了整個減速器的使用情況。使用了新型透氣塞后，可以有效減少油液損耗，使減速器殼體內(nèi)部壓力保持正常，從而保證減速器的潤滑度，使油溫恒定。

作者簡介：楊春海（1980—），男，山西代縣人，副研究員，主要從事掘進裝備設(shè)計、研究方面的工作。

〔編輯：白潔〕