摘要：文章首先列舉了幾種典型的煤礦機(jī)械中的鉸銷潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，通過對(duì)這些結(jié)構(gòu)的對(duì)比和分析，指出雖然這些結(jié)構(gòu)經(jīng)常被人們使用，但是它們?nèi)匀皇莾?yōu)點(diǎn)與問題并存的。因此，文章提出了一種新型的鉸銷潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能更適用于煤礦機(jī)械中鉸接軸的潤(rùn)滑，通過對(duì)這種新型鉸銷潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的介紹以及其與傳統(tǒng)鉸銷潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的對(duì)比，展現(xiàn)了新型鉸銷潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)以及發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械；鉸銷潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)；鉸接軸；零件加工技術(shù)；潤(rùn)滑效果

中圖分類號(hào)：TH117 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）33-0138-03

1 概述

隨著社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域中的零件加工技術(shù)也日益變得成熟和完善，越來越多的先進(jìn)工藝被使用到了各個(gè)領(lǐng)域之中，其中就包括煤礦機(jī)械中的新型鉸銷潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)。目前，鉸銷潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)仍然是一種精密、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，要求設(shè)計(jì)人員對(duì)其高度重視，否則不僅會(huì)使設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)存在缺陷，還有可能對(duì)操作人員的人身安全帶來威脅。

鉸銷在重型煤礦機(jī)械中的受力狀況非常復(fù)雜，雖然鉸銷能直接承受工作所帶來的負(fù)荷，但是仍然需要一個(gè)能夠保證其靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的單元來完成。因此，在對(duì)煤礦機(jī)械鉸接銷軸進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，除了要保證煤礦鉸銷的結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度外，還要有非?？煽康臐?rùn)滑效果，從而使磨損的程度減小，延長(zhǎng)其使用的壽命。由于干油潤(rùn)滑是一種能在高壓、高熱的環(huán)境下給振動(dòng)、沖擊、變動(dòng)載荷的摩擦表面進(jìn)行潤(rùn)滑的物質(zhì)，因此煤礦機(jī)械中的鉸接銷軸一般使用干油潤(rùn)滑。

2 不同結(jié)構(gòu)上的不同潤(rùn)滑方法

2.1 潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑的方法

目前應(yīng)用最廣泛的一種鉸銷潤(rùn)滑方式是采用潤(rùn)滑脂進(jìn)行潤(rùn)滑，這種方法一般被應(yīng)用在銷軸上機(jī)加工油道內(nèi)。其組成結(jié)構(gòu)包括銷軸、側(cè)襯套、襯套、擋塊、側(cè)支座、支座。其中，支座孔和襯套外徑一般是采用過渡配合的方式進(jìn)行配合的，軸和襯套內(nèi)徑的配合則采用的是間隙配合的方式進(jìn)行配合。此外，該結(jié)構(gòu)主要是在銷軸的端面上采用機(jī)加工的方式加工出一條與銷軸軸線方向垂直的主潤(rùn)滑油道，而在圓柱面的方向則添加了許多個(gè)與軸線相垂直的副潤(rùn)滑油道，保證了補(bǔ)充潤(rùn)滑脂時(shí)，從而實(shí)現(xiàn)通過端面的油杯注入的潤(rùn)滑脂可以順利地通過主、副油道流進(jìn)襯套與銷軸配合的銷軸圓柱面，形成一層薄薄的油膜，使其起到潤(rùn)滑的作用。為了使襯套和銷軸的配合面能夠達(dá)到充分潤(rùn)滑的程度，還常常在副油道的出口機(jī)加工許多潤(rùn)滑油擴(kuò)散孔。在應(yīng)用該結(jié)構(gòu)進(jìn)行潤(rùn)滑時(shí)，在襯套的表面也會(huì)出現(xiàn)某一種形狀的機(jī)加工形成的儲(chǔ)油槽，這一儲(chǔ)油槽的作用就是在補(bǔ)油的過程中可以儲(chǔ)存極少量的潤(rùn)滑油。先在銷軸時(shí)進(jìn)行機(jī)加工一個(gè)油道，然后再采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑的方法進(jìn)行潤(rùn)滑。這種潤(rùn)滑方法的特點(diǎn)在于潤(rùn)滑油都是采用鋰基潤(rùn)滑脂進(jìn)行的。這種方法結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但是很可靠，而且有著較高的承載能力和較低的成本。不足之處則是必須定期補(bǔ)充油脂和進(jìn)行檢查，這樣一來，維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度就大大提高了，從而使得效率無形之中就降低了。除此之外，當(dāng)工作條件惡劣時(shí)，粉塵、顆粒等污染物往往會(huì)通過間隙落到油脂的加注孔道和鉸銷的回轉(zhuǎn)面等處，從而使油脂變干或者凝結(jié)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞注油孔道，造成潤(rùn)滑作用失效，長(zhǎng)此以往接觸面會(huì)變得越來越粗糙，進(jìn)而加速了接觸面的磨損，使得鉸銷的使用壽命大大降低。

2.2 油脂潤(rùn)滑的方法

如果銷軸上的潤(rùn)滑油道增加過多就會(huì)使銷軸的強(qiáng)度減弱，尤其是加熱銷軸表面時(shí)，如果沒有及時(shí)有效地保護(hù)銷軸圓柱面的出油孔，很容易使其出現(xiàn)裂痕，導(dǎo)致銷軸斷裂，從而發(fā)生嚴(yán)重的事故。這不僅僅使得設(shè)備無法正常運(yùn)行，還有可能給操作人員的人身安全帶來威脅。所以，為了滿足工作條件的需要，應(yīng)該提高銷軸的安全系數(shù)，要想使這些問題得到有效控制，可以考慮在支座上機(jī)加工油道，這種方式能很好地起到潤(rùn)滑的作用。

導(dǎo)油孔是在支座底部加工的，往其內(nèi)部注入油時(shí)，油脂就會(huì)通過導(dǎo)油孔直接到達(dá)襯套的外表面。然后通過襯套上的導(dǎo)油孔進(jìn)入儲(chǔ)油槽內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑的作用。雖然該潤(rùn)滑方式很輕松地提高了銷軸的強(qiáng)度，但是仍然存在著許多問題，還有待于進(jìn)一步改進(jìn)。

2.3 采用自潤(rùn)滑軸承進(jìn)行永久性潤(rùn)滑的方法

采用自潤(rùn)滑軸承進(jìn)行永久性潤(rùn)滑方法的鉸銷結(jié)構(gòu)包括銷軸、側(cè)自潤(rùn)滑軸承、自潤(rùn)滑軸承、擋塊、側(cè)支座和支座等。其中支座孔和軸承的外徑一般采用過盈配合的方式進(jìn)行配合，而銷軸與內(nèi)徑則采用的是間隙配合的方式相互配合的。

自潤(rùn)滑軸承的先進(jìn)之處在于其基體是用優(yōu)質(zhì)的且強(qiáng)度較高的銅合金制成的，并且在基體上會(huì)鉆出許多小孔來，孔內(nèi)放入了若干量的固體潤(rùn)滑劑。這種設(shè)計(jì)可以使軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，摩擦面之間的固體潤(rùn)滑劑被摩擦，從而在接觸面之間形成一層光滑且薄的潤(rùn)滑膜，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)銷軸的潤(rùn)滑。該潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)適用的情況很廣泛，比如在重載、低速、高熱等無法形成潤(rùn)滑油膜的狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，維護(hù)保養(yǎng)或檢修周期過長(zhǎng)時(shí)，由于結(jié)構(gòu)空間或工作環(huán)境等限制條件的出現(xiàn)無法進(jìn)行供油潤(rùn)滑時(shí)，所處的工作環(huán)境的溫度變化較大時(shí)，由于工作介質(zhì)的影響導(dǎo)致使用性能發(fā)生變化時(shí)，高負(fù)荷下啟動(dòng)或頻繁啟動(dòng)的情況下，均可以使用該結(jié)構(gòu)進(jìn)行潤(rùn)滑。

此外，這種潤(rùn)滑方法還存在諸多優(yōu)點(diǎn)，比如在中短期時(shí)間內(nèi)，摩擦系數(shù)小，潤(rùn)滑效果好，耐高溫，承受能力強(qiáng)，不用進(jìn)行維修和保養(yǎng)，可以在各種惡劣的工作條件下正常工作等。但是其自身也存在著一些劣勢(shì)，如在長(zhǎng)期使用的過程中，尤其是長(zhǎng)時(shí)間受到油液浸泡而產(chǎn)生污染時(shí)，固體潤(rùn)滑劑會(huì)產(chǎn)生固化、干結(jié)的趨勢(shì)，使得鉸銷處發(fā)出不正常的響聲，更嚴(yán)重時(shí)會(huì)使軸與軸之間處于抱死的狀態(tài)，從而徹底失去了潤(rùn)滑的效果。

2.4 采用自動(dòng)集中油脂潤(rùn)滑的方法

自動(dòng)潤(rùn)滑的方法存在很多優(yōu)點(diǎn)，如潤(rùn)滑定時(shí)定量、安全環(huán)保、省工降費(fèi)等。這種方法與傳統(tǒng)的手工潤(rùn)滑方法相比，克服了注油量過多、潤(rùn)滑的周期過長(zhǎng)、注油時(shí)遺漏到外面等難題，從而保證了各個(gè)摩擦面之間能夠維持可靠、足量的油膜，所以在煤礦機(jī)械中，自動(dòng)集中油脂潤(rùn)滑的方法受到越來越多人的青睞和應(yīng)用，得到了全面的推廣。然而這種方法并不是十分完美的，仍然存在著不足之處。不僅油脂潤(rùn)滑系統(tǒng)的價(jià)格比一般的潤(rùn)滑系統(tǒng)要高，就連對(duì)其進(jìn)行管理和維護(hù)的工作人員的專業(yè)技能和知識(shí)水平也要比一般的高。同時(shí)，還要保證干油集中潤(rùn)滑方式給油要到位、給油量要足夠，這一點(diǎn)既是潤(rùn)滑系統(tǒng)的關(guān)鍵問題，又是其難點(diǎn)所在之處。endprint

鉸銷干油集中潤(rùn)滑技術(shù)一般被應(yīng)用在鉸銷非常多且分散的設(shè)備上，因此要想只改變某一個(gè)鉸銷的給油量是非常困難的幾乎做不到，要想做到這一點(diǎn)就必須通過分配器油口的短接來實(shí)現(xiàn)。但是，如果有任何一個(gè)油口被堵死都有可能導(dǎo)致相對(duì)應(yīng)的閥芯沒有辦法動(dòng)作，從而造成整個(gè)分配器都沒有辦法進(jìn)行工作，最終使得整個(gè)潤(rùn)滑系統(tǒng)失效。

3 新型潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)與方法

3.1 普通潤(rùn)滑方式存在的問題

前四種所舉的潤(rùn)滑方式都是典型的鉸銷潤(rùn)滑方式，除了永久潤(rùn)滑的方法使用了自潤(rùn)滑軸承外，其余的基本上都是在于軸配合的軸套或支座上火鉸接軸上形成某一形狀的儲(chǔ)油槽并在該儲(chǔ)油槽內(nèi)注入并儲(chǔ)存一部分潤(rùn)滑脂，在使用的過程中一般是通過儲(chǔ)油槽向其補(bǔ)充油脂，使軸套與鉸接軸之間相互配合，形成一層既薄又光滑的油膜，從而實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑的效果。但是在惡劣的工作環(huán)境中或環(huán)境中存在非常多的粉塵的情況下，如采煤機(jī)設(shè)備、巖巷掘進(jìn)設(shè)備的鉸銷，這些設(shè)備所處的工作環(huán)境含有大量的粉塵，因此粉塵就很容易通過鉸銷配合面之間的間隙進(jìn)入到回轉(zhuǎn)面上、潤(rùn)滑脂的加注孔等處，從而使得發(fā)生潤(rùn)滑脂干結(jié)或者油孔被堵塞的現(xiàn)象，將其潤(rùn)滑的功能破壞，造成鉸銷和與其相配合作用的組件之間磨損情況變得更加嚴(yán)重，使得鉸接件在進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生巨大的晃動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致鉸接處的支座和銷軸發(fā)生破壞或變形，甚至出現(xiàn)斷裂的故障。這樣一來不僅會(huì)使生產(chǎn)進(jìn)度受到影響，更有甚者給煤礦機(jī)械中的操作者的人身安全帶來嚴(yán)重的威脅。

3.2 新型潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)與方法

由于上面所提到的鉸銷潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)都存在一定的不足之處，所以我們提出了一種新型的鉸銷潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能保證在鉸接軸的配合面處具有較好的潤(rùn)滑效果，并可以使勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，進(jìn)而提高了操作人員的人身安全。在新型鉸銷結(jié)構(gòu)的支座上設(shè)計(jì)有一個(gè)密封的油池，這個(gè)油池的位置要比鉸銷的位置高出一點(diǎn)，這樣的設(shè)計(jì)可以使油池內(nèi)的油脂由于重力的原因而向下流動(dòng)進(jìn)入導(dǎo)油孔。該油池的導(dǎo)油孔與鉸銷和襯套導(dǎo)油孔的配合面是相連通的。在煤礦機(jī)械設(shè)備進(jìn)行工作時(shí)，襯套與鉸銷之間可以通過油池內(nèi)的油脂進(jìn)行持續(xù)的供油。除此之外，為了保證油脂不被損失，還要在軸套上面設(shè)置上一個(gè)密封圈。

3.3 新型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

這一結(jié)構(gòu)的鉸銷由于是通過密封的油池為相應(yīng)的部件供油的，因此既能使其保證具有良好的潤(rùn)滑功能，又能夠使所供的油脂干凈、清潔。同時(shí)，因?yàn)樵谝r套上安裝了密封圈，這樣一來不僅保證了油脂不被流失，還防止了外界環(huán)境所包含的粉塵等污染物進(jìn)入到油池內(nèi)，從而保證了油脂的清潔程度。與傳統(tǒng)的潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)相比，該結(jié)構(gòu)有很多不同的特點(diǎn)：由于該結(jié)構(gòu)的特殊性構(gòu)造，因此不僅可以通過潤(rùn)滑油來進(jìn)行潤(rùn)滑，還可以通過潤(rùn)滑脂來進(jìn)行潤(rùn)滑。此外，油池內(nèi)可以儲(chǔ)存一部分潤(rùn)滑劑，這樣一來就可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)油，既方便又快捷，而且還大大地縮短了進(jìn)行維修處理的時(shí)間。

4 再制造軸套的實(shí)施

在煤礦機(jī)械中鉸銷潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的鏈接一般是通過軸套來實(shí)現(xiàn)的，由此可見好的軸套在潤(rùn)滑過程中起著至關(guān)重要的作用。軸套的作用一般是防止鏈接銷軸對(duì)殼體本身產(chǎn)生磨損。一般的襯套潤(rùn)滑方式只是通過在銷軸上加上油槽來實(shí)現(xiàn)的，利用油槽注油來對(duì)其進(jìn)行潤(rùn)滑。而新型的鉸銷潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)則對(duì)軸套進(jìn)行了再制造，這樣做的目的是為了提高軸套的性能。目前，再制造軸套已經(jīng)在多種型號(hào)煤礦機(jī)械中得到了應(yīng)用，并且得到了一致的好評(píng)。

4.1 軸套的再制造加工過程

根據(jù)質(zhì)檢工作人員所做的檢測(cè)報(bào)告可以知曉，專業(yè)技術(shù)人員對(duì)軸套的再制造制定了完整、詳細(xì)的制造方案。例如，采煤機(jī)械的牽引箱與搖臂之間鉸接處軸套的設(shè)計(jì)就有著嚴(yán)格的要求。超差內(nèi)孔采用電刷鍍技術(shù)進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)成功之后再對(duì)其進(jìn)行加工，從而使得硬度、強(qiáng)度以及抗疲勞性都有了非常顯著的提高。具體的加工工藝包括：首先利用電刷鍍技術(shù)刷鍍超差的內(nèi)孔。眾所周知，電鍍技術(shù)是用電化學(xué)方法來處理的一種技術(shù)，這種方法可以把基體表面所沉積的金屬處理干凈。電鍍技術(shù)裝置有陰陽極之分，工作件就是刷鍍的陰極，而陽極則是由刷鍍的鍍筆代替。這種技術(shù)一般被應(yīng)用于對(duì)配合對(duì)要求極高、損傷超差極小的零部件的再制造。其次，用內(nèi)圓磨床加工技術(shù)加工到所要求的尺寸。最后，對(duì)已加工完成的軸套進(jìn)行檢測(cè)，并由專業(yè)的技術(shù)人與出具檢測(cè)報(bào)告。

4.2 裝配調(diào)試

將已出具合格檢測(cè)報(bào)告的再制造軸套按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)的要求裝配到煤礦機(jī)械中的鏈接部位，并對(duì)組裝過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行記錄，或是現(xiàn)場(chǎng)改進(jìn)，或是根據(jù)記錄的結(jié)果進(jìn)行方案的修改，對(duì)優(yōu)化加工的再制造軸套進(jìn)行圖紙存檔、優(yōu)化，確保技術(shù)資料準(zhǔn)確無誤，從而提高再制造軸套的效率。對(duì)軸套再制造之后，產(chǎn)品的性能和質(zhì)量不僅沒有低于新品，甚至還超過了新品。此外，通過專業(yè)人員對(duì)其進(jìn)行成本進(jìn)行了測(cè)算，再制造軸套的成本只占新品成本的50%左右，既省錢又省料，而且還沒有對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不良的影響。目前，再制造軸套已經(jīng)在煤礦機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用，為今后更多的設(shè)備與結(jié)構(gòu)的使用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

大多數(shù)的煤礦工作環(huán)境非常差，地形也比較復(fù)雜，煤礦機(jī)械在這種環(huán)境工作時(shí)，工作裝置上的鉸銷結(jié)構(gòu)會(huì)承受很大的載荷，久而久之使其造成過度磨損的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)蛊涫?yīng)有的效果。失效的狀態(tài)一旦發(fā)生，就會(huì)使得設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)受到影響，甚至有可能造成設(shè)備出現(xiàn)停機(jī)等故障。所以，設(shè)計(jì)煤礦機(jī)械中的鉸銷潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)時(shí)一定要考慮到這些可能會(huì)發(fā)生的情況，設(shè)計(jì)出鉸銷合理的潤(rùn)滑方式，這樣不僅可以降低鉸銷潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的磨損程度，還可以使鉸銷潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的使用壽命得到延長(zhǎng)。經(jīng)過一番分析比較之后，可以看出改進(jìn)后的新型鉸銷潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)能更合理地保證鉸銷潤(rùn)滑效果的實(shí)現(xiàn)。

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作者簡(jiǎn)介：郭自文（1974-），男，寧夏中衛(wèi)人，神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)礦山機(jī)械制造維修分公司工程師，研究方向：煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)。endprint