EBZ160 型掘进机截割减速机打齿研究

柴仰军

（霍州煤电集团洪洞亿隆煤业有限公司， 山西 临汾 041600）

引言

在掘进机传动系统中，EBZ160 掘进机是重要的组成部分，它在工作过程中比较容易受到强大的冲击损耗。在监测掘进机返修的时候，发现EBZ160 掘进机在使用时出现了打齿现象，造成了轴承和内齿圈的损坏。根据煤矿客户反馈的信息以及EBZ160掘进机在井下现场的具体作业情况，对上述的打齿现象进行了深入的研究，进而提出关于齿轮材质的选择、输入轴、太阳轮有效的技术改进方案建议。

1 EBZ160 掘进机的组成结构及工作原理

截割减速机的构成组件主要包括输出入轴、太阳轮、内齿圈、行星架、行星轮等，图1 所示为其结构示意图。

图1 截割减速机内部结构示意图

截割电机的工作原理是，通过输出端花键套来带动减速机输入轴的转动，然后由输入轴再通过两级的NGW 型行星进行传动作业。

2 造成减速机打齿的主要原因

2.1 齿轮品质参差不齐

由于生产减速机的齿轮是来自不同的厂家，所以齿轮在材质、强度、硬度、粗糙度上都不可能保持完全一致，不能保证一定的品质，不同的厂家生产的齿轮在相互配合工作时，也难以保障齿轮之间的工作高度契合[1]。

2.2 减速机轴窜动

减速机在工作时，如果受到强大的冲击会产生大幅度的振动，致使高速旋转的输入轴及低速的输出轴、太阳轮的横向窜动，使齿轮会发生啮合错位的现象，长期的啮合错位，容易造成打齿现象[2]。在出现打齿现象时，所产生的残渣、铁屑等垃圾物，会使太阳轮轴承损坏，更严重会导减速机散架，最终使减速机不能正常工作。

3 截割减速机作业的改进方案

3.1 齿轮材质的选择

根据研究调查结果，对于因为不同齿轮的材质问题，我们可以选用固定的材质以保障齿轮的稳定性，如表1 所示。

表1 齿轮材料材质情况表

3.2 输入轴和太阳轮的改进设计方案

基于减速机在受外力时所产生的轴向窜动问题，首先可以在减速机输入轴以及箱体外露的位置上做60 mm 的卡簧槽，增加一个合适的卡簧，以此来规避轴窜动幅度比较大的问题，避免来自轴承的挤压。其次，在太阳轮的另一端，在轴承的下方位置，开一个长度为5 mm 的深度槽（与输入轴联接的一侧），在里面增加一个厚度为5 mm 的支撑垫板。这块垫板可以很好地防止输入轴的窜动，把轴承受到的力平均地分散到垫板上[3]，这样能起到缓冲及避震效果，有效地避免轴承因受力而散架，改机设计如图2 所示。

图2 改进设计示意图

4 掘进机截割部的优化设计

由于截割部减速器所承受传动力矩过大的原因，致使掘进机使用寿命较短，此外，截割部中的缩油箱被安置在截割部外侧，容易被巷道的脱落物砸坏。所以，对于截割油箱易损坏、截割部因为暴露原因导致截割减速器的使用寿命较低的问题，设计出一种新型的掘进机截割部[4]。

这种新型截割部的截割头呈圆锥台形状，是由花键、防松螺栓与连接轴进行的固定操作，旋转割煤是通过连接轴的旋转来带动截割头进行作业。截割减速机原理是通过二级行星齿轮的传动作业，同时将防松螺栓和截割头伸缩部分连接操作。截割电机是一个双速电机，有两种不同的转速，并且具备冷却装置功能。截割部中的内喷雾，经过水管将其运输至轴承圆锥的滚珠中。

图3 是新型截割部电机箱体，如图所示，新型的截割部包括电机箱体、伸缩油缸和注油孔等部件，在电机箱体上有预留安装孔及减速机注油孔。安装预留孔又分为了油缸安装孔、联轴器安装孔。

新型掘进机截割部的电机箱体，由伸缩油缸、截割减速机、电机组成，借助防松螺栓及法兰盘连接电机箱的前后端。先将联轴器与减速器和截割电机连接，其次把截割电机壳体以及电机箱体，通过法兰来进行衔接，最后将伸缩油缸壳体，紧紧地固定在电机箱体的两侧，并且在电机箱的外侧安装一个截割部的护板。各种预留安装孔都要注意与图中安装位置相对应好，进油孔要与油嘴一一对应。截割部护板保护的区域包含进油孔、预留孔等。

图3 新型截割部的电机箱体

在安装过程中，先放入截割减速机，然后将截割减速机、伸缩装置，同时与电机箱体的前端进行对应连接，紧接着用联轴器把相应的减速机和截割电机的输入输出轴相衔接，然后将截割电机和电机箱体的后端相互连接在一起。截割头油缸，通过箱体两侧边油缸的安装孔，进行相应的调整。

5 结论

1）通过选择固定稳定材质的高品质齿轮，以及完善和改进输入轴以及太阳轮，进一步地提升掘进机减速机操作的相关性能；

2）通过有效探究并解决有关EBZ160 掘进机在作业过程中产生的一系列问题，比如打齿问题等，以确保高效的生产指标进度和矿工的生命安全。