礦用減速器檢修調(diào)試一體機(jī)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

王亮　丁超群　李海清

[摘? ? 要]礦用行星齒輪減速器是礦井采掘設(shè)備主要?jiǎng)恿υ粗?，?duì)檢修質(zhì)量有著很高的要求。煤礦常用減速器分別有齒輪減速器、蝸輪蝸桿減速器和行星齒輪減速器，其中行星齒輪減速器占比達(dá)90%，該型減速器噸位重且體積大，檢修難度大，全憑人工作業(yè)完成，勞動(dòng)強(qiáng)度高。本文介紹了一臺(tái)減速器的檢修調(diào)試設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)減速器檢修的機(jī)械化，大大提高了檢修效率及降低職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

[關(guān)鍵詞]減速器;檢修;調(diào)試;一體機(jī)

[中圖分類號(hào)]TD634.2 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]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(xiàn)有減速器的檢修工藝是利用起重機(jī)配合完成減速器的翻轉(zhuǎn)及起吊，利用人工盤轉(zhuǎn)完成I、II軸間隙的調(diào)整，檢測(cè)減速器檢修質(zhì)量需要連接偶合器和電機(jī)組裝成驅(qū)動(dòng)，才能對(duì)其進(jìn)行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題再拆解整部驅(qū)動(dòng)，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)還會(huì)出現(xiàn)一定的安全隱患。在檢修過(guò)程中，主要難點(diǎn)如下：

（1）行星齒輪減速器在解體和組裝時(shí)，要利用起重機(jī)反復(fù)翻轉(zhuǎn)，產(chǎn)生較大沖擊力，易造成調(diào)整好的I、II軸齒側(cè)間隙發(fā)生變化，直接影響檢修質(zhì)量。

（2）減速器組裝完成后需連接電機(jī)、偶合器進(jìn)行調(diào)試，電機(jī)、偶合器及減速器三者連接螺栓高達(dá)50條以上，如果出現(xiàn)問(wèn)題，必須全部進(jìn)行解體造成二次返工，造成較大的人力和時(shí)間浪費(fèi)，甚至造成配件的損壞，影響整體檢修進(jìn)度。

（3）解體和組裝時(shí)，不斷重復(fù)使用起重機(jī)起吊翻轉(zhuǎn)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)設(shè)備和人身造成一定的安全隱患。

基于上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)了該礦用減速器檢修調(diào)試一體機(jī)。

1 常用礦用減速器的結(jié)構(gòu)

綜采三機(jī)上的減速器是煤礦最常見(jiàn)的減速器類型，主要由上箱體、下箱體、第一級(jí)圓錐齒輪副、第二級(jí)圓柱齒輪副、第三級(jí)行星齒輪副、上箱體冷卻器、下箱體冷卻器、軸承、密封件等組成，如圖1所示，在箱體上設(shè)有透氣塞、油塞及吸附金屬磨料的磁性油塞等附屬件。

2 減速器檢修調(diào)試一體機(jī)的設(shè)計(jì)

檢修上述類型減速器時(shí)，需先組裝上箱體和下箱體，然后再組裝行星機(jī)構(gòu)。根據(jù)這個(gè)檢修順序，設(shè)計(jì)了該減速器檢修調(diào)試一體機(jī)。

為解決減速器維修期間，外力配合存在安全隱患、整機(jī)調(diào)試工序繁多等問(wèn)題，需要解決下面3個(gè)問(wèn)題：

（1）研究如何實(shí)現(xiàn)減速器勻速翻轉(zhuǎn)的難題。設(shè)計(jì)思路：利用馬達(dá)和齒輪傳動(dòng)原理，使用回轉(zhuǎn)軸承連接，形成“液壓馬達(dá)—小齒輪—大齒輪—回轉(zhuǎn)軸承—連接套—減速器殼體”的驅(qū)動(dòng)方式，帶動(dòng)減速器翻轉(zhuǎn)，并保證在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中減速器能勻速運(yùn)行。

（2）研究如何調(diào)整I、II軸間隙的問(wèn)題。設(shè)計(jì)思路：采用變頻器控制變頻電機(jī)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速?gòu)牡偷礁撸瑢⒁惠S通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)連接，利用固定架對(duì)減速器I、II軸軸承進(jìn)行夾緊，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)完成對(duì)齒側(cè)間隙、嚙合面的調(diào)整，確保在調(diào)整過(guò)程中一軸和二軸不跳動(dòng)。

（3）研究如何減少工序、優(yōu)化減速器調(diào)試的問(wèn)題。設(shè)計(jì)思路：將一體機(jī)上電機(jī)直接與被試減速器一軸連接，優(yōu)化各連接部位，然后根據(jù)減速器的轉(zhuǎn)速，設(shè)定相應(yīng)變頻器參數(shù)使轉(zhuǎn)速達(dá)到要求轉(zhuǎn)速，從而完成減速器的調(diào)試。

2.1 減速器檢修調(diào)試一體機(jī)的組成

綜合上述問(wèn)題及設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)了該減速器維修調(diào)試一體機(jī)（見(jiàn)圖2），設(shè)備由維修調(diào)試平臺(tái)、變頻器、電機(jī)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、固定架、液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成，其中翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括翻轉(zhuǎn)支撐座、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、大齒輪、回轉(zhuǎn)軸承，液壓系統(tǒng)包括電機(jī)、油泵、油箱、操作臺(tái)，控制系統(tǒng)包括變頻器、操作臺(tái)。

2.2 減速器檢修調(diào)試一體機(jī)的工作原理

為了保證減速器在翻轉(zhuǎn)過(guò)程中保持勻速，降低安全隱患，該設(shè)備采用馬達(dá)和齒輪傳動(dòng)原理，形成“小齒輪—大齒輪—回轉(zhuǎn)軸承—連接套”的驅(qū)動(dòng)方式，由回轉(zhuǎn)軸承帶動(dòng)減速器翻轉(zhuǎn)，保證在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中勻速運(yùn)行，不影響調(diào)整好的I、II軸齒輪間隙。

首先將所需裝配的零部件清洗干凈，并將使用的工具準(zhǔn)備齊全。將冷卻器先安裝在箱體內(nèi)，調(diào)整好位置并固定密封好。進(jìn)行打壓試驗(yàn)：壓力3 MPa、保壓15 min不得有滲漏現(xiàn)象。在裝配減速器時(shí)，除了注意一般機(jī)械設(shè)備裝配的常規(guī)注意事項(xiàng)外，應(yīng)特別注意第一級(jí)圓錐齒輪的接觸區(qū)、齒側(cè)間隙、軸向游隙的調(diào)整，這些調(diào)整均借助于調(diào)整墊片組來(lái)實(shí)現(xiàn)。

檢修時(shí)，殼體清洗干凈后，首先利用下箱體端部孔將下箱體固定在該一體機(jī)連接套下部，將一軸、二軸及其余各軸總成依次放入下箱體，一軸通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)連接，利用固定架對(duì)減速器I、II軸軸承進(jìn)行壓緊固定，完成對(duì)齒側(cè)間隙、嚙合面的調(diào)整，然后用增減調(diào)整墊片的方法調(diào)整各部件達(dá)到規(guī)定的數(shù)值后，即可將軸承蓋拆下涂以少許密封膠，再重新用螺栓緊固在箱體上。間隙調(diào)整完后，將密封膠均勻地涂在合箱口面及外露的軸承蓋上，隨即把上箱體合上，立即用螺栓將其緊固，扣蓋后旋轉(zhuǎn)90°安裝行星機(jī)構(gòu)，從而完成減速器的裝配。

調(diào)試時(shí)，為了保證系統(tǒng)可靠，采用變頻器控制電機(jī)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速?gòu)牡偷礁呔徛崴伲瑢㈦姍C(jī)直接與被試減速器連接，并各連接部位緊固，根據(jù)減速器的額定轉(zhuǎn)速，設(shè)定變頻器參數(shù)，運(yùn)行時(shí)，檢測(cè)溫度、震動(dòng)等參數(shù)，從而完成整機(jī)調(diào)試。

3 應(yīng)用效果

采用減速器維修調(diào)試一體機(jī)，與傳統(tǒng)的人工作業(yè)相比，職工勞動(dòng)強(qiáng)度降低和工效提升極為顯著，同時(shí)降低了作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)，在日常減速器檢修中發(fā)揮了巨大作用。以SGZ1000/1710刮板輸送機(jī)上68JSA減速器檢修為例，經(jīng)對(duì)比，傳統(tǒng)的檢修方法檢修1臺(tái)減速器，需要4人5天才能完成，使用該設(shè)備檢修減速器后，只需2人3天即可完成。利用該設(shè)備檢修減速器，中間節(jié)省了多個(gè)環(huán)節(jié)，避免了檢修過(guò)程中的重復(fù)作業(yè)。在調(diào)試過(guò)程中，只需要減速器和該一體機(jī)變頻電機(jī)連接，即可進(jìn)行調(diào)試，如果有問(wèn)題，可在該設(shè)備上檢修，調(diào)試完好后，再與偶合器、電機(jī)連接組裝成驅(qū)動(dòng)，避免了直接組裝成驅(qū)動(dòng)調(diào)試后出現(xiàn)故障再解體的難題。

4 創(chuàng)新性分析

該減速器維修調(diào)試一體機(jī)有以下創(chuàng)新點(diǎn)。

（1）根據(jù)減速器型號(hào)的不同，調(diào)整變頻器參數(shù)，可以提供不同的轉(zhuǎn)速滿足調(diào)試需求。

（2）該減速器檢修調(diào)試一體機(jī)集翻轉(zhuǎn)、調(diào)整間隙、結(jié)合面以及調(diào)試等多項(xiàng)功能于一體，減少了轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)，實(shí)用性強(qiáng)。

（3）適用范圍廣，檢修不同型號(hào)的減速器，只需更換相對(duì)應(yīng)的連接套即可滿足不同大小的減速器修理。

減速器檢修調(diào)試一體機(jī)集翻轉(zhuǎn)、調(diào)整、調(diào)試多項(xiàng)功能于一體，不僅降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了功效，還減小了翻轉(zhuǎn)作業(yè)安全隱患，同時(shí)可更換工裝盤、調(diào)整轉(zhuǎn)速，適用于煤礦絕大部分減速器檢修調(diào)試。

5 結(jié)束語(yǔ)

該減速器檢修調(diào)試一體機(jī)，可滿足大小不同減速器的檢修，適用范圍廣，降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，一臺(tái)設(shè)備即可滿足檢修和調(diào)試2種功能，提高了檢修效率，降低了組裝過(guò)程中作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)和損壞配件的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步提高了檢修質(zhì)量。

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