刮板输送机链轮密封结构优化设计改进获奖科研报告

刮板输送机链轮密封结构优化设计改进获奖科研报告摘要：针对井下刮板输送机运转过程中链轮密封失效导致漏油问题，设计出一种可靠的密封结构，从而解决了链轮密封漏油问题，经过井下使用证明密封结构安全可靠。

关键词：刮板输送机；链轮；密封；优化设计

0引言

刮板输送机是煤矿井下综采工作面的运输设备，其是否能够安全可靠的运行将直接影响整个综采工作面的安全生产和开采效率。井下综采工作面环境复杂、条件恶劣，煤尘等杂质容易进入链轮密封带内，造成密封结构失效。通过优化链轮密封结构设计，从而有效预防了煤尘等杂质进入链轮密封带内，经过井下使用证明，新设计的密封结构安全可靠。

1链轮漏油原因分析

1.1链轮结构

链轮组件安装在刮板输送机机头、机尾架上，主要由端盖（序号8、序号23）、轴承座（序号12）、链轮体（序号18）、轴（序号17）、浮封环组件（序号14）、滾动轴承（序号11）等结构组成。动力由减速器输入，经链轮轴传递到链轮，从而使链轮带动刮板运行。

1.2链轮漏油原因分析

如图2所示，漏油点位于链轮体与轴承座连接的间隙处，间隙内部为浮动密封环组。由于链轮体随着主轴做定轴的转动，轴承座通过固定销、压块与机头架固定，所以链轮体与轴承座之间做同轴相对转动，连接处仅靠浮动密封环组密封油路。

原因分析一：

井下生产条件恶劣，煤尘或其他颗粒物极易经过缝隙进入浮动油封组件的相互研磨处破坏研磨面，导致浮动密封组间隙过大而漏油。

原因分析二：

井下生产条件恶劣，煤尘或其他颗粒物极易经过缝隙进入浮动油封组件在“O”型圈处堆积造成“O”型圈变形或引起“O”型圈相对位置变化，导致“O”型圈最终失效而漏油。

原因分析三：

浮动密封环组压装不严，或者发生轴向窜动导致浮动密封环组处配合不严，而发生漏油。

原因分析四：

频繁拆装使轴与轴承配合处的间隙增大，作为密封环组基底的间隔套容易发生晃动导致浮动密封环腔室变形而引发漏油。

原因分析五：

其他可能导致链组发生漏油的情况。

通过拆卸待检修的SGZ800-800链轮，对上述可能性分析进行验证，发现：

（1）浮动密封环组的研磨面和“O”型圈均有大量疑似煤尘的细小颗粒。

（2）浮动密封环组的研磨面确因破坏而失效。部分“O”型圈被损坏。

（3）链组轴承座上的定位销无破损。由于链轮轴与减速器通过联轴器连接，井下使用条件相对平稳，暂不考虑由于装配失误和轴向窜动引起的浮动密封环组配合不严问题。

（4）轴与轴承处确容易出现配合间隙，但拆下的间隔套位置相对稳固，无明显松动。

由以上分析推断，顺着缝隙通道进入链轮中的煤尘在研磨面处研磨导致浮动密封组研磨面失效是齿轮油渗漏的主要原因。

2链轮密封结构优化改进

2.1新密封结构的设计要求

（1）为预防“O”型圈变形或“O”型圈相对位置变化而导致的浮动密封环漏油，将漏油点处的浮动密封环由“O”型圈更改为DF型的矩形橡胶圈，矩形橡胶圈棱角分明，相对稳定，有效压缩面的行程加大能够大大降低浮动密封环漏油发生的几率。

（2）为降低轴向发生窜动的几率，将盲轴端盖上与轴固定的螺栓换成自行锻造的高强螺栓。

（3）为防止煤尘进入增加防尘密封组件。

2.2设计中的难点

改造设计新的结构形式，必须保证原链组外形结构尺寸不变的情况下，同时更改轴承座与链轮相接处浮动油封，由锥形浮动油封更改为DF型的矩形浮动油封，和增加防尘组件，导致可设计利用的链组结构空间十分的狭小。在DF型矩形浮动油封选型时，还要考虑冷却油的流通问题。

初步选型后设计的浮动油封空腔结构和防尘结构

如图3所示，2、5为储尘槽，1为防尘圈（组合防尘圈CZF），3、4为O型圈起密封防尘作用。

更改的浮动油封和增加的组合防尘，需要更改轴承座、链轮、间隔套的设计，其中轴承座、间隔套重新加工，同时增加密封套。并通过严格的工艺规程来保证设计图纸的形位公差、表面粗糙度和部分轴向尺寸公差等精度要求。

其中矩形浮动油封空腔结构有严格的尺寸要求，导致其它部件的形位公差和轴向公差有较高的要求

浮动油封空腔设计时L1的公差要求为±0.5。为了保证此公差，轴承座、链轮、间隔套和新增的密封套的轴向公差需经过多次比较计算，以便最后的累积误差在公差范围内。

3结语

新结构与原有结构不同处主要是增加了防尘部件以及改用了矩形浮动油封。主要特点是整体密封性大幅提高，浮动油封研合面受损可能性降低，漏油量大