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分析煤矿机械传动齿轮失效形式
张玉玉
(上海大电能源股份有限公司姚桥煤矿，江苏徐州221611）
科技论坛
摘要：煤矿机械传动齿轮直接影响煤矿机械正常运转，为提高煤矿机械的工作效率，保证机械正常工作，需要加强对煤矿机械传动首轮的相关研究。本文主要分析煤矿机械传动首轮失效的形式及原图，并提出避免传动齿轮失效的有效措施，为改善煤矿接抑传动齿轮失效间题提供参考依据。
关键词：煤矿；机械传动声轮；失效
1煤矿机械中齿轮失效的形式
1.1磨损。齿轮的磨损包括正常磨损、中度磨损、破坏性磨损、磨料性磨损、腐蚀性磨损和胶合等情况。其中正常磨损是指齿轮在其使用寿命年限内，其表面的金物质慢慢发生损耗，但并不影响齿轮的正常运行工作，齿轮正常磨损的范围是齿轮维修的最低限定；中度磨损是指齿轮表面的金属物质快速发生损耗，会降低齿轮的使用性能，在使用时噪音加大；破坏性磨损是只齿轮的表面有严重的损伤，被坏齿因轮运行的稳定性，缩短其使用时间；磨料性磨损是由于齿轮在运行过程中吸人赖粒物，破坏齿面，影响其运转；干涉磨损是指齿轮在安装过程中出现差错，影响齿轮的负载承受力分配，破坏齿轮的齿项：齿轮在运转中产生度擦，与周围的化学物质发生化学反应，造成齿轮的齿面发生喷蚀现象，这种现象频整发生在煤矿机械使用中；胶合是指由于超负荷或使用润滑油不当，轮齿接触面在重载的作用下，润滑油油膜破裂，使两啮合轮齿的接触面材料直接
接触并粘焊在
起，引起较软齿面的部分接触面材料浩滑动方向被
撕破或起沟。当成因条件没有消除时，股合会继续扩展
1.2表面疲劳。由于轮齿表面或表面下存在材质初始裂纹，以及交变应力反复作用而造成材料的疲劳，其应力超出了材料的疫劳极限，开始裂纹扩展。其特征是金属的移动和形成回坑。依据造成表面被劳的原因可以分为破坏性点蚀和疲劳剥损。破坏性疲劳是指齿轮在正常运行工作过程中，齿面接触应力的变化是有规律可循的。若齿面接触应力不在齿轮耐疲劳的范围内，齿轮的表面会出现数缝一股情况会在齿轮节的下方发生点蚀影响是齿轮的使用。疲劳剥损是指齿轮的潜在的损伤危险。通常是指齿轮在生产制造过程中经过热处理后，因轮表面产生的应力较高，使齿轮齿项发生物质掉落。
1.3胶合。由于超负荷或使用润滑油不当，常因啮合区温度升高，在重载作用下轮齿接触面的油膜被挤破，使两轮齿的金属面直接接触并熔焊在一起.引起软内部分接触面沿滑动方向被撕下而起沟，在低速重载下，由于齿面间的润滑油膜不易形成也可能产生胶合破坏
1.4塑性流动。塑性流动分为塑性变形、起波纹和起皱三种。塑性变形是于轮齿合不合理而造成超负荷或冲击负荷而产生轮齿较软齿部分金属的塑性变形，严重时在齿项的边校或端部出现飞边、齿顶变，主动齿轮的齿面上有凹汁，被动齿轮的节线附近升起-资形.使齿面失去正确的齿形；起波纹是于润滑不充分、重载或振动而形成的"滑动粘附"摩擦，在齿面上形成与滑动方向成垂直的波纹，外观呈鱼鳞状。常见于表面率火的小齿轮上；起皱是由于超负荷或润滑不足，齿面沿滑动方向出现皱纹，呈人字形或鱼尾状。常见于表面淬火的小齿轮和青铜涡轮齿面上，
1.5断裂。断裂意味着齿轮彻底失去效用，根据产生断裂的原因，可以将断裂分为疲劳断裂、磨损断裂、超负荷断裂、以及率裂等几种。第一，疲劳断裂是由于循环弯曲应力超过材料的极限应力。这种应力可能由于齿根结构、超负荷、角度误差或由于缺口、齿面的缺陷导致突然的应力增高，在加载侧出现裂纹。第二，磨损断裂是由于严重点蚀、利落或严重的磨料性磨损等产重磨损，使轮齿的强度降低到轮齿断裂极限以下，造成轮齿断裂。第三，超负荷断裂是由于笑然的冲击负荷，在齿面的一个端角度误差处造成载荷集中；也可能于轴承的损坏、轴的弯曲或较大的外部零件进入啮合使轮齿锲住，而造成轮齿断裂。第四，率裂是由于热处理形成过高的内应力，是疲
劳断裂的起源点。外观呈细丝状裂纹，断纹的初始部分会氧化变色
2齿轮失效原因分析
2.1初始设计。煤矿机械传动齿轮的工作环境比较特殊，因此传动齿轮的设计也相对特殊。若在设计过程中，护士煤矿机械使用的实际工作环境和具体要求，采用传统的因轮设计方案，没有进行科学的实验比较，那此传动齿轮的设计无法满足煤矿机械设备的使用要求。煤矿机械设备中的传动齿轮需要极强的耐疲劳性能，若依据传统的设计方案，设计出来的齿轮的韧性比较差，耐疫劳性较弱，在使用过程中容易发生断齿现象
2.2制造加工。在煤矿机械传动齿轮生产过程，制作工艺的选用以及质量控制体系的完善与否直接影响传动齿轮的质量，有些传动齿轮无法满足煤矿机械设备的使用要求。例如，传动齿轮在锻造过程中会有残杂物、化学成分存在误差等.这就影响齿轮最造适量，降低传动齿轮的性能。夹杂物过多、化学成分偏差较大导致传动齿轮的硬度和刚度，破坏传动齿轮的承载力，没有达到煤矿机械设备的要求，因固此无法投人使用，
2.3安装便用。安装煤矿机械设备时，若无法保证整个安装过程的安全质量，无法满足传动齿轮的安装要求，也是造成齿轮失效的原因。例如，传动齿轮在安装重要控制其与轴承的接触面积以及各齿轮咬合情况，这都会缩短传动齿轮的使用时间。除此之外，在齿轮使用过程中，需要使用润滑油，如果润滑油的使用不符合规定，或者润滑油用量不足、激油、不及时更换润滑油，也会缩短齿轮使用时间，引起传动齿轮失效
3齿轮失效的改进措施
3.1设计。齿轮设计时，优化设计方案，完善齿轮设计内容。需要合理计算齿轮的承载力，选择精准的计算公式，选用复合齿轮使用标准的材料，引进先进的设计、生产技术和设备，从而提高齿轮的设计水平。除此之外，在齿轮设计方案中，要标明齿轮需要的润滑油脂相关要求
3.2选择材料。选择煤矿机械设备使用的传动齿轮材料需要考虑其刚度和韧性。需要结合我国煤媒炭行业的实际需求以及钢材生产的工作经验，同时要重点考虑我国锻造钢材的技术水平，而选择合适的材料制作生产传动齿轮。
3.3加工工艺。在生产传动齿轮时，改善生产工艺，提高生产质量。要合理控制齿轮表面的租程度，使其符合煤矿机械使用标准。实践表明，表面较粗糙的齿轮比表面更光滑的齿轮便用寿命较长，因此要控制齿轮表面的粗糙程度。
3.4齿轮安装。安装齿轮时要注意调节齿轮轴承的垂直角度和平衡杆。防止齿轮因与轴承距离较远或发生倾斜，提高齿轮质量，延长齿轮的使用寿命。
3.5设备使用和维护方法。齿轮使用时，需要选用合适的润滑剂进行齿轮的润滑工作。润清剂要定期清理，避免润滑剂被灰尘污染，剔除润滑剂中的金属成分和砂石等。若是封闭式齿轮.需要定期清洁齿轮箱，做好通风工作。要控制齿轮的负载运行，将其控制在齿轮承载力范围内，从而延长因轮的使用时间，规避齿轮失效风险。
参考文献
[1]陈强浅析煤矿机械中首轮失效形式及对策[J]现代制造技术与装各,2012(1)
[2]吴双.典型的煤矿运输车声轮失效相关问题分析[]煤炭技术， 2013(1)