摇臂行星头部水封座保护结构设计

张丽明，廉自生

摇臂行星头部水封座保护结构设计

张丽明1，2，廉自生1

(1.太原理工大学机械工程学院，太原 030024;2.太重煤机有限公司技术中心，太原 030032)

水封座是摇臂行星头部内喷雾供水系统的唯一通道，其使用效果将直接影响采煤机的喷雾性能，同时也是影响采煤机可靠性和生产安全的一个关键因素。本文针对煤矿井下环境恶劣、工况复杂的实际工况，对摇臂行星头部水封座结构的使用情况做出分析，并提出了有效的改进措施，解决了水封座与外界煤块、矸石发生碰撞而造成频繁漏水和磨损等问题，从而减少了采煤机故障点，节省了服务成本，保证了采煤机内喷雾系统的降尘效果。

水封座;改进;频繁漏水;磨损

内喷雾系统是采煤机的重要组成部件，也是煤矿井下采煤不可缺少的环节，它具有湿润煤层，冲淡瓦斯，降低粉尘等作用，并能有效改善工作面的环境。而水封座是摇臂行星头部内喷雾系统的通水装置，也是供水系统的唯一通道。其使用效果将直接影响内喷雾系统的工作，同时也是影响采煤机可靠性和生产安全的一个关键因素。由于其工作环境恶劣、工况复杂，因此，设计出一个可靠的摇臂水封座保护结构成为亟待解决的问题，同时也可为实现煤矿井下的高产高效和安全可靠生产奠定坚实的基础。

1 改进前摇臂水封座结构分析

改进前摇臂水封座结构图见图1。摇臂水封座结构是由大轴承座、端盖和小轴承座依次通过螺栓联接互相嵌套固定在摇臂壳体的行星头部，而水封座一端通过圆柱配合面嵌入安装在小轴承座上，另一端外露在摇臂壳体外侧，其内部水道和内喷雾管相通，通过组合密封和油封将喷雾水和摇臂壳体内的润滑油隔离开。

煤矿井下是一个环境非常恶劣、地质条件极其复杂的工况，而采煤机摇臂要在这种工况下，根据煤层的厚度，不断地进行升降，以满足采高、卧底的要求。

图1 改进前摇臂水封座结构图

当采煤机在运输机中部工作时，摇臂行星头部的水封座经常遭受截割滚筒割下的煤块和矸石的碰、砸，由于水封座和轴承座只靠一个直径较小的圆柱面定位，所以，很容易造成水封座因受外力而产生变形，进而导致其内部的油封和组合密封受挤压变形而失效，并出现漏水或者水油混合等，而严重影响内喷雾效果。当采煤机在运输机的头、尾工作时，摇臂既需要斜切进刀又需要卧底割透头、尾的三角煤，在此过程中，摇臂行星头部的水封座容易和运输机的槽梆、铲板磕碰，造成水封座大量磨损而导致漏水。因此，只有做好水封座的保护结构，才能保证内喷雾系统的喷雾效果。

2 摇臂水封座保护结构的设计方案

根据上述对摇臂行星头部水封座结构和损坏原因的分析，再结合煤矿井下的实际工况，对此结构增加了保护措施，其改进方案如下(见图2，图3)：

1)在原有摇臂水封座结构的基础上，将端盖和小轴承座由原来的两个零件设计成为一体化结构，并在端盖外侧增加保护凸台。整个水封座嵌入安装在端盖轴承座内部，此时，从截割滚筒上落下的煤块和矸石全部砸落在端盖轴承座的凸台上，水封座不再承受外力的作用。由于端盖轴承座是通过直径较大的圆柱配合面定位，并由螺栓紧固在大轴承座上，其受力条件非常好，能有效保护水封座不受矸石的碰砸而变形损坏，同时也保证其内部油封和组合密封不受挤压而失效。

2)保护凸台采用光滑圆角和斜面过渡，并在斜面上堆焊网状耐磨材料，不仅能防止摇臂在卧底或过弯曲段时和槽梆、铲板发生干涉，而且能减少保护凸台的磨损。

3)端盖轴承座的一体化结构，具有良好的工艺性，不仅给加工和制造带来了方便，还减少了装配的中间连接环节。

3 结束语

本次设计方案，已经用于薄煤层采煤机弯摇臂行星头部，其使用效果非常明显，解决了摇臂水封座因没有保护而频繁损坏和漏水的问题，为采煤机内喷雾系统的使用效果提供了有力的保障。同时，也提高了内喷雾系统的使用效果，减少了采煤机的故障点，节省了服务成本，提高了采煤机的可靠性。

［1］ 袁树来.薄煤层高产高效开采技术［M］.北京：煤炭工业出版社，2011：44－56.

［2］ 王启广，李炳文，黄嘉兴.采掘机械与支护设备［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2006：5－27.

Design on Rocker Planetary Head Seal Seat Protection Structure

Zhang Li－ming，Lian Zi－sheng

Seal seat is the only channel of spray water supply system in rocker planetary head，its effect will directly affect the mining machine spray performance，but also is a key factor of impacting reliability and production safety of the coal mining machine.In view of the actual operating mode of bad environment and complicated working condition in coal mine underground，makes the analysis to use condition of rocker planetary head seal seat structure，and proposes the effective improvement measures，solves the problems of water seal seat and the external coal，gangue collision caused frequent water leakage and abrasion，thereby reduces the shearer fault points，saves the service cost，ensures dust removal efficiency of the internal spraying system.

Seal seat;Improvement;Frequent water leakage;Wear and tear

TD402

A

1672－0652(2012)08－0007－02

2012－06－16

张丽明(1967—)，男，山西孝义人，1988年毕业于山西矿业学院，高级工程师，主要从事采煤机械设计工作(E －mail)tklmz@163.com