1、傳動(dòng)部分破壞的原因
刮板輸送機(jī)主要是由傳動(dòng)部分、中間部分、機(jī)尾部分等組成。在整臺(tái)機(jī)器中，減速器是一個(gè)關(guān)鍵部件，它擔(dān)負(fù)著傳遞動(dòng)力、適時(shí)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的作用。一個(gè)結(jié)構(gòu)合理的減速器對(duì)保證機(jī)器正常工作、提高生產(chǎn)率、延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命都會(huì)起到非常重要的作用。在我國(guó)常用的邊雙鏈型可彎曲刮板輸送機(jī)中所使用的減速器基本上都采用三級(jí)齒輪傳動(dòng)減速器。SGB420/20(30)型刮板機(jī)的減速器結(jié)構(gòu)如圖1所示。
從圖1中可以看出減速器的第一軸是減速器的輸入軸，它是弧齒圓錐齒輪軸，在整個(gè)動(dòng)力傳輸系統(tǒng)中與電機(jī)軸直接相連。所以第一軸在工作時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度很高，在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生很高的工作溫度，傳遞的扭矩也很大，整個(gè)軸是在高溫、重載的工況下進(jìn)行工作，這就要求第一軸在結(jié)構(gòu)上要設(shè)計(jì)合理，在安裝時(shí)也要求各零件安裝位置必須精確，否則在傳動(dòng)時(shí)就會(huì)有很大的偏差，使整個(gè)傳輸過程中有較大的功率損失。刮板輸送機(jī)的輸送對(duì)象是爆破或綜合機(jī)采而塌下的煤塊，工作環(huán)境又是煤井下的采煤工作面，工作過程中常會(huì)遇到?jīng)_擊載荷和超負(fù)荷運(yùn)行等情況。由于這些惡劣的工作條件，再加上自身結(jié)構(gòu)上的原因，所以第一軸中的軸弧齒圓錐齒輪在使用時(shí)，軸端的齒輪較易磨損，需要經(jīng)常更換。
2、SGB420j20(30)型減速器的結(jié)構(gòu)缺陷
本減速器中第一軸的組成結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由軸弧圓錐齒輪1、調(diào)心滾子軸承2、軸套3、擋環(huán)5、向心推力球軸承6、螺母8等組成。在安裝時(shí)，將軸上擋環(huán)的凸沿安裝在上下箱體的缺口中，利用箱體和凸沿的左接觸面對(duì)向心推力球軸承起定位作用，并且在工作時(shí)還可利用箱體的凹槽來承受一定的軸向力。軸承采用的是反向并裝，雖然對(duì)軸的支承剛性較高，但是要靠軸套、擋環(huán)和螺母調(diào)節(jié)其軸承的間隙。這樣的結(jié)構(gòu)給減速器的生產(chǎn)和維護(hù)帶來不便。首先是在軸弧圓錐齒輪磨損后需要更換時(shí)，由于擋環(huán)的凸沿插在箱體內(nèi)使第一軸不易取出，所以在更換時(shí)必須打開箱蓋方可取出。這對(duì)于工作環(huán)境惡劣的狹小工作面來講是一件耗時(shí)費(fèi)力的事。
另外，由于減速器的箱體材料多是Hrl250，而此軸又是在高速重載，沖擊載荷等條件繁重和復(fù)雜的場(chǎng)合下運(yùn)行，工作時(shí)軸圓弧錐齒輪與調(diào)心滾子軸承上的齒輪在嚙合時(shí)就會(huì)產(chǎn)生較大的徑向力和軸向力，當(dāng)徑向力和軸向力不大時(shí)，有調(diào)心滾-子軸承和向心推力球軸承承擔(dān)，對(duì)軸的位置進(jìn)行調(diào)整使軸正常工作。但在徑向力的不斷作用下，在調(diào)心滾子軸承與箱體之間就會(huì)產(chǎn)生摩擦，由于調(diào)心滾子軸承的外圈材料優(yōu)于箱體材料，在詞心滾子軸承與箱體間就會(huì)產(chǎn)生間隙。由于間隙的存在，軸工作時(shí)就會(huì)產(chǎn)生偏移和擺動(dòng)。軸沿徑向產(chǎn)生的偏移一般可由調(diào)心滾子軸承進(jìn)行調(diào)整。但當(dāng)箱體在沖擊載荷和重載的不斷作用下，箱體與軸承的接觸面處最終就產(chǎn)生壓潰失效，使間隙加大，此時(shí)詞心滾子軸承就會(huì)失去其調(diào)心作用，使軸在工作時(shí)以齒輪嚙合點(diǎn)為支點(diǎn)沿其徑向擺動(dòng)，整個(gè)軸系部件在機(jī)座上就不會(huì)有準(zhǔn)確的工作位置。另外，軸弧圓錐齒輪在工作時(shí)還會(huì)產(chǎn)生很大的軸向力，會(huì)使軸產(chǎn)生竄動(dòng)。當(dāng)正常工作時(shí)，此變形由軸系各零件進(jìn)行調(diào)整。由于工作時(shí)經(jīng)常有沖擊載荷和重載等情況出現(xiàn)，再加上軸工作時(shí)徑向擺動(dòng)，因此，當(dāng)軸向徑向載荷增大到一定程度時(shí)就加快了調(diào)心滾子軸承本身的失效，使?jié)L動(dòng)體與外圈的間隙增大，從圖2中可看出，該調(diào)心滾子軸承的外圈又無軸向定位裝置，所以當(dāng)箱體壓潰后調(diào)心滾子軸承的外圈在工作時(shí)就會(huì)向箱體內(nèi)竄出，使外圈與軸弧圓錐齒輪產(chǎn)生碰撞影響傳動(dòng)，產(chǎn)生很大的噪聲，再者由于工作時(shí)隨著軸向力的不斷增大，箱體上的凹槽左側(cè)面與擋環(huán)也會(huì)產(chǎn)生一定的磨損，使得整個(gè)軸在工作時(shí)的軸向位置發(fā)生改變，出現(xiàn)軸向竄動(dòng)，使第一軸的軸端齒輪與第二軸的齒輪不能正常嚙合，影響到功率的傳遞。另外，箱體上的凹槽尺寸對(duì)第一軸部件的安裝位置起決定作用，在加工時(shí)尺寸的精度要求較高，這給加工也帶來了一定的困難。
根據(jù)在使用中暴露出的一些缺陷，用戶對(duì)減速器的結(jié)構(gòu)提出了改進(jìn)要求：(1)在第一軸損壞后能簡(jiǎn)單地進(jìn)行換裝，而不需打開箱蓋；(2)通過其結(jié)構(gòu)上的改造來消除傳動(dòng)中所暴露出的問題。
3、改進(jìn)方案
針對(duì)上述要求和刮板機(jī)的使用工況，針對(duì)該結(jié)構(gòu)的減速器的第一軸部分進(jìn)行了改進(jìn)，對(duì)上述結(jié)構(gòu)的減速器就進(jìn)行了以下的主要方面的改進(jìn)(見圖3):首先，取消原結(jié)構(gòu)中的擋環(huán)，將該軸系的軸向位置設(shè)計(jì)成可調(diào)整，將整個(gè)軸系裝在軸承套中，用軸承套和向心推力球軸承對(duì)螺母進(jìn)行左定位，而對(duì)第一軸在箱體上的軸向位置采用了螺母11和軸承蓋12來調(diào)節(jié)，擰動(dòng)調(diào)整螺母11就可改變?cè)撦S系的位置。所以當(dāng)該軸位置軸向在制造、安裝及使用過程中產(chǎn)生有少量移動(dòng)時(shí)，可很方便地進(jìn)行調(diào)節(jié)。再者，當(dāng)?shù)谝惠S的軸端齒磨損時(shí)，拆下軸承蓋就很方便地將軸承套和整個(gè)軸系零件取出進(jìn)行更換，而無需打開箱蓋，省時(shí)又省力；其次，由于調(diào)心滾子軸承與軸套（材料為45鋼）直接配合而不是與箱體直接接觸，所以，當(dāng)?shù)凇S工作時(shí)不會(huì)發(fā)生以往的箱體磨損與壓潰現(xiàn)象，使得整個(gè)傳動(dòng)精度提高，噪聲減少，有效地防止了改進(jìn)前的一些不利情況的發(fā)生。再者對(duì)調(diào)心滾子軸承增加了定位，由于該系部件的旋轉(zhuǎn)精度較高，所以在軸的右支座上仍然采用并裝的一對(duì)向心推力軸承，將向心推力球軸承由原來的反裝改成了正裝，并在裝配前在二軸承的內(nèi)圈之間放一墊，在裝配時(shí)就用螺母來進(jìn)行預(yù)緊使二軸承內(nèi)圈互相壓緊，讓滾動(dòng)體與內(nèi)、外圈接觸處產(chǎn)生一定的初變形，以消除內(nèi)部的原始間隙，使得軸承組合的剛性和旋轉(zhuǎn)精度提高，軸承的壽命提高，減少軸的振動(dòng)，使第一軸部件在作高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)減少了振動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)。另外，軸承間隙的調(diào)整主要靠外圈來完成，使得軸承在安裝和調(diào)整時(shí)都比較方便。
4、結(jié)束語
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)改造，使現(xiàn)場(chǎng)更換易損第一軸難的問題得以解決，給維護(hù)工作帶來了極大的方便，使得整個(gè)傳動(dòng)工況得到進(jìn)一步的改善和提高。實(shí)踐已證明此種改造是切實(shí)可行的。當(dāng)然對(duì)于此結(jié)構(gòu)的改造各廠家在各個(gè)機(jī)型上都有所不同，但都是基于現(xiàn)場(chǎng)的需要和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率來進(jìn)行的。
