角接触球轴承_久研轴承科技（安徽）有限公司

矿车轮对密封与润滑分析及改进

2013-06-21

陈虹微　王荣杰
（龙岩学院，福建　龙岩　364012）

　　摘　要：矿车是煤矿运输设备中数量Z多且维修量Z大的设备之一。而轮对是矿车上的Z重要部件，在矿车损坏中，轮对损坏占了很大比例。从矿车结构和工况入手，分析了矿车轮对常见故障及原因，提出了维修改进措施，并强调加强矿车维修管理工作，以提高轮对的可靠性和使用寿命。
　　关键词：矿车；轮对；密封；润滑
　　矿车是煤矿运输设备中数量Z多、维修改造数量Z大的一种设备。而轮对是矿车上的Z重要部件，既是行走机构，又是承载机构。在矿车损坏中，轮对损坏又是Z严重的。本文作者走访了福建省许多煤矿，发现由于轮对故障而引起矿车损坏的比例高达70%以上，其中由于密封和润滑引起的故障又是矿车轮对损坏的重要因素。因此，对矿车轮的密封和润滑进行改进，加强矿车维修管理工作，提高轮对的可靠性和使用寿命，降低生产成本，对煤矿生产具有重要意义。
　　1　矿车轮对结构和工况条件
　　1.1 矿车轮对结构和受力情况
　　矿车轮对主要由车轮、轴、轴承、密封材料等组成，结构如图1所示。矿车在行驶过程中，特别是在弯道运行中，除重力、摩擦力，还有离心力，受力情况如图2所示。摩擦力会加剧车轮的磨损，离心力会使矿车掉道翻车。

　　1.2 工况条件
　　（1）矿车在煤矿井下的Z高运行速度一般为15km/h，车轮的线速度为4～5m/s，车轮的转速为120～350r/min。
　　（2）1t矿车在二个轮对上的Z大载荷（含自重）不超过29.4kN。车轮对在运行和卸载过程中常要承受强大的冲击负荷。
　　（3）矿车轮对经常在含有酸、碱成分的煤泥水中行走。
　　（4）矿车轮对经常在平整度和轨道超标的轨道上行驶。
　　1.3 矿车轮对失效形式
　　由于轮对的工作环境相当恶劣，加上矿车轮对设计上的缺陷、管理不当，轮对的使用寿命较短。在调查中发现，轮对在井下一般使用6个月就需大修，更换密封件和轴承。实际上，矿车轮对在井下所承受的工作负荷和运行速度并不高，矿车轮对的失效形式通常不是因轴承疲劳损坏而引起的，其主要失效形式表现为密封失效。当带有酸、碱成分的煤泥水通过密封件的间隙进入轴承滚道内时，引起钢球被煤泥堵塞，轴承剧烈磨损，卡死而失效，进而导致整个轮对的破坏。
　　2　矿车轮对磨损和轴承损坏的原因
　　矿车轮对密封结构的主要作用是防水、防尘、防润滑脂泄漏，保证轴承正常工作。如果轮对密封不好或损坏，水尘易进入，造成润滑脂皂化或流失，尤其是让煤泥水进入轴承内，滚动体、内外圈、保持架极易发生磨损，导致轴承滚动体、内外圈大面积锈蚀，使轴承寿命缩短，过早报废。
　　轮对的润滑主要是润滑轴承和橡胶唇口，降低摩擦因数，还起防水和防尘的作用。润滑不良会使传动效率下降。经实验证明，在润滑不好的条件下，矿车轮传动时将发生隐性堵转现象，使矿车轮发生的滑动摩擦增多，造成矿车轮磨损加剧。
　　因此，密封和润滑不良是造成矿车轮对磨损和轴承损坏的重要原因。
　　3　改进措施
　　3.1 密封改进
　　目前，福建省使用的各种老式矿车，其轮对密封多采用迷宫式加羊毛毡结构，结构如图3所示。车轮上的密封槽与内盖组成曲路迷宫密封，嵌入密封槽中的毛毡构成接触式毡圈密封。由于迷宫密封曲路很短，它不能有效地防止水的浸入和润滑油脂的泄漏，同时，羊毛毡易压缩磨损，煤粉易浸入，加剧车轮的磨损。改进后的密封采用M形密封件。结构如图4所示。M形密封件为组合式密封，具有二道唇口密封和二道油脂密封，在主唇口内侧装有弹簧，不仅可以增大密封压力，使之与轴颈之间保持严密的接触，并能自动补偿唇口磨损出现的间隙，起到“自紧作用”。主副唇口外翻，能有效地阻止水和煤泥的浸入，具有优良的防尘、防水能力。另外，与M形密封圈密封面配合的轴颈表面经硬化处理，减少了密封圈磨损，提高了密封圈的使用寿命。

　　3.2 润滑改进
　　过去矿上普遍使用的是钙基润滑脂，其机械安定性、抗水性、耐低温性均很差，遇水易皂化，变质结块，不但不能起润滑作用，反而起阻塞和磨损作用。应改选用锂基润滑脂。矿用Ⅱ号锂基润滑脂具有良好的机械安定性和抗水性，遇水不易皂化，不易流失，滴点高于175℃，能在20～120℃的环境下使用。
　　采取此方法，密封寿命提高3倍以上，轮对常见故障明显下降，掉道次数减少50%以上，可以确保95%的矿车正常运行，同时矿车完好率提高，检修人员减少，并且节约了材料费用支出，降低运输事故，矿车使用年限延长。此种方式在福建省永安加福等矿尝试，取得了较好的效果，目前正在全省推广。
　　参考文献：
　　【1】张天一,等.煤矿用新型矿车轮对[J].煤矿机械,2000(6).
　　【2】何玉忠,等.新型1T矿车轮对的结构特点及推广应用 [J].煤矿机械,1999(5).

来源：《润滑与密封》2006年6月

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