煤矿齿轮传动机械设备失效机理及应对策略研究.pdf

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1、与开发DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2012．09．025煤矿齿轮传动机械设备失效机理及应对策略研究孙小可，刘玮(中平能化集团机械制造有限公司，河南平顶山467000)摘要：齿轮传动是煤矿机械设备常用的传动方式，因此齿轮的使用情况决定了煤矿机械的效率。从引发煤矿齿轮传动的四种失效形式人手，分析各类失效形式的发生机理，并以此寻找相应的解决策略，进而指导煤矿生产实践。关键词：煤矿机械；齿轮失效；轮齿折断；齿面磨损；齿面点蚀；齿面胶合中图分类号：THI7文献标识码：A文章编号：1009—9492(2012)09—0

2、090—03TheMechanismofGearFunctionFailureandStrategiesofCoalMiningTransmissionMachinerySUNXiao-ke，LIUWei(ZhongPingEnergyChemicalGroupMachineryCo．，Ltd．，Pingdingshan467000，China)Abstract：ThegeardriveiscommonlyusedinCoalminingtransmissionmachinery，andtheusageofgeardeterminest

3、heefficiencyofcoalminingmachinery．ThispaperfirstStudiesonthefourcommongearfunctionfailureofcoalmining，andthenfindsthecorrespondingsolutions，thispaperwillguidethepracticeofcoalproduction．Keywords：coalminingmachinery；gearfunctionfailure；fractureofgearwheel；abrasionofgearwh

4、eel；thesurfacepittingofgearwheel；thesurfacegluingofgearwheel0引言此常采用渗碳合金刚齿轮，强度较大，因此早期机械化作业是煤矿作业的特点，常见的煤矿折断发生概率较大，且一般发生在齿根部位，如机械如采掘机械、运输机械、提升机械等，大大采煤机割部齿轮。提高了工作效率，也带来了巨大的经济效益。如其发生的原因有两方面：一为疲劳折断轮同其他机械一样，传统的齿轮传动是这些机械的齿，主要指在多次重复载荷作用下，齿根处弯曲重要传动方式，但是由于煤矿作业机械所承受荷拉应力过大，再加上齿根处易应力集

5、中，从而发载较大以及煤自身的特点，常常发生齿轮失效问生疲劳折断，疲劳折断可分为高周折断(应力题，齿轮失效不仅会影响工作效率，甚至会带来小，折断循环周期长)和低周折断(应力大，折安全问题。因此，探讨引发煤矿齿轮传动机械设断循环周期短)，一般来说齿轮精度高容易发生高备失效原因及相应的策略，是煤矿安全及效率研周折断，精度低易发生低周折断。二为过载折究的关键所在。褚中庭指出煤矿齿轮传动机械的断，主要是指短期过载或过大的冲击载荷作用时失效的形式，主要包含四种形式：(1)轮齿折断；齿根静强度不足，或轮齿磨损后强度削弱正常载(2)齿面磨损；(3)齿面

6、点蚀；(4)齿面胶合。本文将荷作用下折断，常遇见的情形为切割煤层中不可从五个部分分别探讨这四种形式失效机理及相应避免切割到岩层或其他坚硬物质。的对策。1．2轮齿折断失效应对策略1轮齿折断失效机理分析及应对策略因此，解决齿轮折断，一方面需避免引起疲劳折断的应力集中，其主要的措施为：①适当增1．1轮齿折断失效机理分析褚中庭指出煤矿机械因所承受荷载较大，因大齿根过度圆角半径，消除加度工刀痕，减小应收稿日期：2012—06一O1『【j90r。1．．．．．．—．。．．．1．．，——。．J．．．+，．。—．．．_J孙小可等：煤矿齿轮传动机械设备失效

7、机理及应对策略研究研究力集中；②合理提高齿轮制造精度和安装精度；光洁度；③适当降低负荷运转。③正确选择材料和热处理工艺，使轮齿芯部材料另一方面，对于相对滑动速度低、不易形成具有足够的韧性。油膜，应在经济合理情况下提供润滑性能，如加另一方面，要克服过载折断，其主要措施包深油槽缺口，或者选择黏度大的润滑油。括：①采取喷丸、滚压等措施强化齿根齿面；②4齿面胶合失效机理分析及应对策略考虑传动整体刚度，增大轴及支承的刚度，使轮4．1齿面胶合失效机理分析齿接触线上受载较为均匀。处于高速运转中的齿轮或高负荷下的齿轮，2齿面磨损失效机理分析及应对策略容

8、易因高温或较大的压应力使得润滑膜产生破2．1齿面磨损失效机理分析裂，这使得齿面与噬合的齿面直接接触，这种直徐大伟、沈伟、奔霖提出齿面磨损量与齿面接摩擦使得齿面温度进一步升高，进而产生的齿节点处接触应力、齿面