摘 要：采煤機截割部運行工況比較差，長時間運行后容易出現(xiàn)浮動油封漏油的情況，并可能進一步導(dǎo)致行星減速器損壞，影響采煤機正常運行。針對浮動油封運行可靠性偏低的問題，分析了影響其可靠性的主要因素，并針對性地提出了改良措施，希望對采煤機運行管理具有借鑒意義。
關(guān)鍵詞：采煤機;浮動油封;改良;可靠性
0 引言
浮動油封具有抗污能力強、密封性好等特點，被廣泛應(yīng)用于采煤機行星機構(gòu)輸出軸位置。而相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，采煤機浮動油封系統(tǒng)常常出現(xiàn)漏油故障，并且浮動油封的使用壽命比預(yù)想的要低很多。浮動密封系統(tǒng)漏油故障會影響行星機構(gòu)正常運行，進而對采煤機割煤作業(yè)造成影響，降低了礦井生產(chǎn)效率。因此，研究浮動油封工況條件，有針對性地對浮動油封系統(tǒng)進行改良設(shè)計，將有助于提升采煤機運行效率，保障礦井生產(chǎn)的正常進行。
1 問題的提出
現(xiàn)階段，采煤機浮動油封使用多的類型有兩種，即 DO 型和 DF 型。DO 型浮動油封橡膠圈是 O 形，能適應(yīng)較為復(fù)雜的工作環(huán)境，缺點是加工程序比較煩瑣，在大功率截割部應(yīng)用比較多。與 DO 型橡膠圈形狀不同，DF 型浮動油封橡膠圈形狀是矩形，加工安裝比較便宜，使用壽命長;同時，DF 型橡膠圈補償量更大，這有利于降低軸承磨損對密封帶來的不良影響。DF 型浮動油封結(jié)構(gòu)組成主要有兩部分，即矩形橡膠密封圈和浮環(huán)，兩者結(jié)構(gòu)尺寸對稱，在采煤機運行過程中浮環(huán)間發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。但由于采煤機工作環(huán)境比較惡劣，受到潮濕、煤塵、振動等不良因素影響，密封油封可能出現(xiàn)失效和漏油的情況，進一步導(dǎo)致齒輪和軸承因潤滑不足而產(chǎn)生損壞，甚至導(dǎo)致整個齒輪減速箱不能正常工作[1-2]。
2 浮動油封密封性差原因分析
在采煤機截割部安裝的 2 個浮動油封分別在油封座上和減速器法蘭上，并隨著采煤機滾筒一同進行轉(zhuǎn)動。安裝在密封腔內(nèi)的橡膠圈在外界載荷的作用下會產(chǎn)生一定的壓緊力，并使其與旋轉(zhuǎn)浮環(huán)和靜止浮環(huán)緊緊貼合在一起。同時，密封腔內(nèi)的潤滑油會在橡膠密封圈和浮環(huán)之間形成一層薄油膜，在橡膠圈的彈性軸向力作用下，橡膠圈和浮環(huán)得到足夠的密封補償力，從而保證達到良好的密封效果。而采煤機在實際運行過程中，受到不良因素的侵擾，設(shè)計應(yīng)達到的密封效果將會被破壞，使浮動油封失效。結(jié)合采煤機實際運行情況，分析造成浮動油封密封性差的原因主要有以下幾方面：a) 采煤機截割部浮動油封座生產(chǎn)加工本身存在誤差，浮動油封的裝配方法不合理，浮封環(huán)端面有損傷;b) 橡膠密封圈材質(zhì)不符合要求，耐磨性不達標(biāo)，硬度偏低;采煤機截割部潤滑油受到污染，或使用不達標(biāo)的潤滑油等;c) 行星減速器軸承維護檢查不到位，沒有及時更換磨損嚴(yán)重的軸承滾珠子，導(dǎo)致行星架運行不穩(wěn)定，并出現(xiàn)軸向竄動的情況，進而造成橡膠密封圈超出彈性范圍，擴大了浮動油封間隙，并出現(xiàn)漏油的情況;d) 浮動油封位置防塵處理不到位，并在采煤機長時間運行后出現(xiàn)粉塵的大量堆積，造成橡膠密封圈損傷，彈性降低，浮動油封運動受阻，并可能出現(xiàn)損壞;e) 浮環(huán)端面有磨損或破壞。這種情況可能是粉塵進入浮動油封或浮環(huán)端面壓力過大造成，并可能導(dǎo)致浮動油封失效而出現(xiàn)漏油[3-4]。
3 浮動油封改良措施
浮動油封優(yōu)化改進的目的主要在于延長浮動油封使用壽命。西安煤礦機械有限公司經(jīng)過多年實踐經(jīng)驗的積累和分析，對如何延長截割機構(gòu)浮動油封使用壽命，分別從浮動油封的選型、安裝前注意事項、安裝方法、使用維護、結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進等方面提出以下優(yōu)化改進方案。
3.1 優(yōu)化浮動油封選型
在浮動油封選型過程中，應(yīng)選擇性能可靠穩(wěn)定的浮環(huán)，其需具有一定的自潤滑能力，耐研磨性能良好，能抵抗腐蝕物的侵蝕，并具有較強的抗刮傷能力，這可在很大程度上減少浮環(huán)的變形磨損。采煤機截割部一般可選用 DF 型浮動油封，其優(yōu)勢在于安裝簡易，并能提供較大的補償量，密封效果更好。
3.2 規(guī)范浮動油封裝配
在正式進行安裝施工前，應(yīng)首先對浮動油封質(zhì)量進行檢查，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)逐一核對浮動油封質(zhì)量，檢查其是否有腐蝕、破損情況。同時，保證密封腔和浮動密封的清潔。安裝時應(yīng)使用專用工具，避免安裝過程中工具劃傷浮動油封。將橡膠密封圈壓入浮動油封座時，應(yīng)均勻緩慢施力。
3.3 合理確定浮動油封裝配間隙
浮動油封的安裝間隙主要是指行星減速箱方法蘭和油封座的軸向裝配間隔，軸向尺寸決定浮環(huán)的壓緊力數(shù)值。軸向尺寸如果達不到規(guī)定數(shù)值，則可提供的軸向壓緊力也偏低，浮動油封密封效果也達不到佳狀態(tài);反之如軸向尺寸偏大，此時雖能提供足夠的軸向壓緊力，但又會加速密封端面的磨損，縮短油封的使用壽命。截割部浮動油封結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。確定合理的軸向尺寸需做好兩方面工作：a) 測量軸承到軸承座 B 的尺寸 Z，同時單獨測量軸承座 B 的尺寸，并將二者的測量尺寸進行比較，如數(shù)值不相符則返修軸承座;b) 測量出浮動油封的 X 值和 Y 值 (X 為長度，mm;Y 為寬度，mm) 并計算出二者的差值，將所得到差值與軸向尺寸進行比較，如果不在軸向尺寸的±0.5 mm范圍內(nèi)，則需對方法蘭 A 進行返修。
3.4 優(yōu)化防塵結(jié)構(gòu)
現(xiàn)階段，采煤機截割部浮動油封外側(cè)使用的是迷宮結(jié)構(gòu)，可有效阻止粉塵進入密封腔。這種結(jié)構(gòu)本身對于防止粉塵進入有很好的作用，但由于迷宮間隙偏大，使得仍有一部分粉塵進入行星減速箱，并在局部位置出現(xiàn)堆積。這種情況不僅影響橡膠密封圈功能而且容易出現(xiàn)漏油情況，并加大了浮環(huán)的磨損程度。因此，需在迷宮外側(cè)加設(shè)新型防塵結(jié)構(gòu)，安裝防塵圈，阻止外界雜物進入密封結(jié)構(gòu)。
3.5 其他改良措施
行星減速箱軸承選擇雙列圓錐滾子軸承與 NCF(參數(shù)化) 圓柱滾子軸承，這類型軸承承載能力更強，能承受更大的外界載荷，保證行星減速箱運行穩(wěn)定性。同時，為了避免固定定心的螺栓出現(xiàn)松動情況而造成方法蘭竄動和密封漏油 ，應(yīng)選擇一種新型的 CORDLOCK (繩扣) 防松墊圈。這種防松墊圈具有較強的楔入制鎖能力，不會受到外界載荷作用的影響[6-7]。
4 結(jié)語
作為采煤機截割部重要的密封部件，浮動油封的使用性能和壽命對截割部甚至整個采煤機運行可靠性都具有很大的影響。通過調(diào)查分析，得出影響浮動油封可靠性的主要因素，針對性地提出改良措施。實踐證明，浮動油封改良措施能有效延長浮動油換使用壽命，進一步保障采煤機截割部運行可靠性，值得推廣借鑒。
參考文獻：
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[7] 宋相坤，贠瑞光，周常飛.提高采煤機搖臂用浮動油封可靠性的研究[J].煤礦機電，2011(6)：39-41.(責(zé)任編輯：高志鳳)
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