煤礦提升機(jī)減速器常見故障及技術(shù)改造研究

蘇　亞

（大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司馬脊梁礦， 山西　大同　037027）

引言

煤礦提升機(jī)減速器主要是把正常運(yùn)行的電機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)闇p速電機(jī)，使電機(jī)轉(zhuǎn)矩增大，最終使電機(jī)的輸出動(dòng)力轉(zhuǎn)變?yōu)樘嵘硗矐?yīng)具備的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，以增大電機(jī)承受大負(fù)載的能力。在生產(chǎn)實(shí)踐中，我們應(yīng)依據(jù)本礦井設(shè)計(jì)的提升機(jī)應(yīng)達(dá)到的載荷要求，科學(xué)、合理地選用減速器，但無論選用何種型號(hào)的減速器，工作原理都大致相同，因此了解提升機(jī)減速器常見故障，掌握其相應(yīng)解決方案有助于更好地解決減速器故障。

1　減速器常見故障

1.1　齒輪的損傷與失效

1）裂紋。在齒輪損傷中裂紋是較常見的一種損傷，對(duì)于裂紋形成的原因具體可分為先天性原因與后天性原因。通常先天性原因主要指在鑄造齒輪時(shí)，有缺陷引發(fā)先天性裂紋，而對(duì)于后天性裂紋通常是由于外界應(yīng)力比金屬內(nèi)部抗拉能力大而引發(fā)的裂紋。在實(shí)際生產(chǎn)中，我們可通過提高鑄造水平把齒輪內(nèi)部應(yīng)力降低，來預(yù)防先天性裂紋，可通過降低使用強(qiáng)度來預(yù)防后天性裂紋[1]。

2）斷齒。當(dāng)提升機(jī)減速器在極端狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，其容易發(fā)生齒輪的一個(gè)齒，甚至多個(gè)齒局部斷裂，形成斷齒。煤礦提升機(jī)經(jīng)長期運(yùn)行，齒輪間必然會(huì)發(fā)生摩擦過熱現(xiàn)象，這樣會(huì)降低齒輪材料應(yīng)有強(qiáng)度，而此時(shí)齒輪再經(jīng)高強(qiáng)度運(yùn)行，就易造成斷齒現(xiàn)象，給安全生產(chǎn)埋下重大隱患。為防止出現(xiàn)上述問題，我們一方面應(yīng)盡量避免讓提升機(jī)長時(shí)間高強(qiáng)度工作，另一方面應(yīng)定期及時(shí)檢修更換提升機(jī)減速器內(nèi)的齒輪，再者也可通過改進(jìn)鑄造工藝來進(jìn)一步提升減速器齒輪強(qiáng)度，讓其更耐疲勞。

3）齒面疲勞。齒輪經(jīng)長期摩擦運(yùn)行，會(huì)有疲勞裂紋出現(xiàn)于齒輪表面，如果進(jìn)一步擴(kuò)展會(huì)使齒輪表面出現(xiàn)凹凸不平現(xiàn)象，形成齒輪齒面疲勞。若在實(shí)際生產(chǎn)中，提升機(jī)減速器一旦發(fā)現(xiàn)齒輪表面出現(xiàn)凹凸不平現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)把各點(diǎn)蝕坑打磨圓滑，同時(shí)應(yīng)更換性能更優(yōu)良的極壓潤滑油。

4）齒面損耗。減速器的長期工作使內(nèi)部不同齒輪間會(huì)長期摩擦，齒輪發(fā)生嚴(yán)重磨損，雖使用潤滑油可在某種程度上使這種磨損變?nèi)?，但很難完全杜絕，即使質(zhì)量再好的齒輪經(jīng)長期運(yùn)行后也會(huì)發(fā)生磨損。一旦發(fā)現(xiàn)齒輪齒面出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，必須及時(shí)更換齒輪。若在日常生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)齒輪齒面損耗過快，應(yīng)及時(shí)聯(lián)系齒輪生產(chǎn)商，看是否是由于生產(chǎn)工藝存在問題，而造成齒輪齒面發(fā)生嚴(yán)重?fù)p耗[2]。

5）膠合。雖然人們會(huì)給減速器加注高壓潤滑油，但僅依靠加注的潤滑油來完全保護(hù)齒輪也不現(xiàn)實(shí)。若加注的潤滑油存在質(zhì)量問題或驟然增大齒輪應(yīng)承受壓力，在一定壓力下會(huì)使齒輪表面的潤滑油膜發(fā)生破裂，這樣易造成齒輪金屬出現(xiàn)直接接觸發(fā)生融化粘連現(xiàn)象，若此時(shí)齒輪與齒輪出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這樣易直接撕裂齒輪金屬粘連部分，這也就是我們說的膠合現(xiàn)象。對(duì)于上述問題不僅應(yīng)定期更換潤滑油，而且應(yīng)做好齒輪的日常檢查維修工作，對(duì)于有修復(fù)價(jià)值的齒輪，應(yīng)及時(shí)把膠合損傷處打磨光滑。

6）永久變形。當(dāng)齒輪承受的應(yīng)力比齒輪材料的極限應(yīng)力大時(shí)，這時(shí)齒輪會(huì)出現(xiàn)永久變形，一旦齒輪發(fā)生永久變形，齒輪將不再具有可維修性，應(yīng)及時(shí)更換齒輪，應(yīng)盡量選用高強(qiáng)度的齒輪來替代這種低強(qiáng)度齒輪。

1.2　軸承的損傷與失效

軸承發(fā)生損傷后，會(huì)引發(fā)齒輪發(fā)生不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，使齒輪出現(xiàn)異常磨損，而通常我們很難用肉眼來直接觀察出軸承的損傷，對(duì)此，我們應(yīng)借助相關(guān)儀器來對(duì)軸承運(yùn)動(dòng)時(shí)的噪聲情況、振動(dòng)情況以及溫度情況進(jìn)行判斷，通過仔細(xì)分析這些情況，可進(jìn)一步判斷軸承運(yùn)轉(zhuǎn)正常與否。若發(fā)現(xiàn)軸承出現(xiàn)異常，應(yīng)對(duì)軸承損壞誘因進(jìn)行分析，改善軸承使用條件，延長軸承實(shí)際使用壽命[3]。

1.3　潤滑油泄漏

為確保齒輪與齒輪間可實(shí)現(xiàn)正常咬合，同時(shí)把摩擦產(chǎn)生的熱量降低，通常需給提升機(jī)減速箱加注大量潤滑油。若提升機(jī)減速箱存在密封問題或設(shè)計(jì)上不科學(xué)、不合理，極易發(fā)生潤滑泄漏現(xiàn)象，減速器內(nèi)潤滑油發(fā)生泄漏后，會(huì)引發(fā)齒輪磨損加快，發(fā)出異響，溫升等，對(duì)此，我們應(yīng)及時(shí)更換減速器減速箱密封元件，讓減速器減速箱具有良好密封效果。

2　減速器技術(shù)改造

2.1　選用高強(qiáng)度齒輪

就減速器齒輪發(fā)生的斷齒、裂紋、表面疲勞、磨損、膠合以及永久變形等問題，都可通過選用高強(qiáng)度齒輪來避免。為確保煤礦提升機(jī)可實(shí)現(xiàn)長期正常運(yùn)行，煤礦企業(yè)應(yīng)進(jìn)行綜合考慮，應(yīng)在符合自身預(yù)算的基礎(chǔ)上，優(yōu)先選用高強(qiáng)度齒輪。

2.2　選用油膜軸承和滾動(dòng)軸承

減速器運(yùn)轉(zhuǎn)強(qiáng)度較大的部位主要有軸承處與齒輪處，我們常用的流體動(dòng)壓軸承可借助油膜使軸承所受摩擦力減小，這樣可延長軸承運(yùn)行壽命。但基于礦井生產(chǎn)條件較復(fù)雜，如果用滾動(dòng)軸承來代替滑動(dòng)軸承，由于滾動(dòng)軸承更易維護(hù)，可降低軸承維護(hù)費(fèi)用，縮短維修時(shí)間，可更好地保障提升機(jī)正常生產(chǎn)[4]。

2.3　增大箱體強(qiáng)度

要想實(shí)現(xiàn)箱體的形變消除，我們可通過增大箱體強(qiáng)度。但就箱體強(qiáng)度與成本而言，通常隨箱體強(qiáng)度的增大，其制造成本也會(huì)增大，有時(shí)通過增大箱體強(qiáng)度來抵抗箱體形變這樣并不值得。對(duì)此，我們可通過避免意外負(fù)載來沖擊箱體，進(jìn)而降低箱體變形幾率，同時(shí)也可通過對(duì)箱體生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化，努力改變箱體結(jié)構(gòu)，這樣也可提高箱體抗變形能力。

2.4　優(yōu)化密封裝置的性能

我們可通過進(jìn)一步壓緊精細(xì)加工表面使減速器實(shí)現(xiàn)靜密封，對(duì)于一些無法完全壓緊的部位，可通過增添彈性填充物來壓緊。各密封裝置在設(shè)計(jì)上的不合理以及加工精度的不達(dá)標(biāo)等，都易引發(fā)靜密封存在缺陷，造成煤礦提升機(jī)減速器無法正常工作。而隨著提升機(jī)運(yùn)行時(shí)間的延長，提升機(jī)減速器必然會(huì)出現(xiàn)溫升，這樣會(huì)對(duì)彈性填充物的性質(zhì)造成影響，易縮短彈性填充物的正常壽命。因此，應(yīng)嚴(yán)格控制裝置設(shè)計(jì)精度與加工精度，采用接觸式密封與非接觸式密封相結(jié)合的方式讓減速器實(shí)現(xiàn)動(dòng)密封[5]。

3　結(jié)語

了解提升機(jī)減速器主要功能，明確其常見故障，掌握提升機(jī)常見故障解決方案，可更好地保障礦井正常生產(chǎn)。同時(shí)，通過進(jìn)一步優(yōu)化減速器結(jié)構(gòu)及部件，有助于降低減速器機(jī)械故障發(fā)生率，延長減速器運(yùn)行壽命，不僅能更好地保障提升機(jī)正常運(yùn)行，而且有助于減少提升機(jī)安全事故，有利于促進(jìn)煤礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效。

[1]陳建華，段美春.振動(dòng)分析技術(shù)在齒輪減速器故障診斷中的應(yīng)用[J].機(jī)電工程技術(shù)，2014（12）：88-91.

[2]楊紅燕.關(guān)于煤礦提升機(jī)減速器的常見故障分析及技術(shù)改進(jìn)[J].科技風(fēng)，2012（4）：138-139.

[3]夏聰，劉同岡，工松，等.礦井提升機(jī)減速器狀態(tài)監(jiān)測與預(yù)報(bào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)[J].煤礦機(jī)械，2014（6）：211-222.

[4]馬風(fēng)和，李穎.對(duì)礦井提升機(jī)使用過程中減速器相關(guān)問題的探討[J].中國科技縱橫，2012（21）：182-183.

[5]梅軒.礦井提升機(jī)減速器故障診斷技術(shù)及排除方法探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（3）：50-53.