1齒輪失效原因分析

由于煤礦處于不間斷生產(chǎn)狀態(tài)，因此對于機械設備的性能要求較高，如果一旦發(fā)生齒輪失效狀況，不僅嚴重影響產(chǎn)能，也有可能對井下人員安全造成影響，因此必須對煤礦機械設備齒輪失效的原因進行分析，一般來說主要包括以下3個方面：

1.1原始設計

由于礦用機械設備均工作于復雜的環(huán)境，因此原始設計就必須與普通齒輪不同，必須要對機械設備所處的具體環(huán)境進行考慮，絕不能采用傳統(tǒng)的設計方式，且必須對已經(jīng)設計研發(fā)的設備進行工業(yè)性試驗，否則將不具備煤礦機械化高效安全生產(chǎn)的條件，按齒輪接觸疲勞強度來算，由于煤礦機械設備處于高負載低速運行狀態(tài)，因此所算出來的強度都將較傳統(tǒng)設計較高，如采煤機和刮板輸送機，但其韌性較差，易產(chǎn)生斷齒。

1.2加工質(zhì)量

齒輪在機床加工過程中，必須按照設計的尺寸、外觀等具體要求嚴格加工，如果不按照具體規(guī)格參數(shù)加工，將使得制作產(chǎn)品達不到預定標準和技術要求。如齒輪制造中存在具體化學成分偏差，將會降低齒輪的材質(zhì)性能；由于齒輪熱處理技術不過關所導致的強度不足，這些問題將直接影響齒輪所能服務的期限。

1.3安裝過程

煤礦機械設備如果不能穩(wěn)定安裝，將使得齒輪無法達到最好的工作性能。例如齒輪軸中心線的平行度、水平度、中心距、輪齒嚙合間隙、接觸面積以及軸承安裝等安裝問題都會引起齒輪的工作壽命；若在生產(chǎn)中潤滑劑達不到技術要求，均會影響齒輪的正常運行以及加速其磨損。

2失效的處理對策

根據(jù)齒輪失效的原因，提出了以下具體的改進措施，將最大幅度提升齒輪的使用期，具體的改進措施包含以下6個方面。

2.1原始設計

依據(jù)煤礦的具體工作條件，優(yōu)化齒輪加工制造的參數(shù)，必須準確計算齒輪所承載的載荷且必須考慮修正強度；齒輪齒形結(jié)構、加工材料、以及加工工藝，盡可能提高齒輪的硬度以及嚙合參數(shù)，且在設計階段就得想好怎么對齒輪形成如何潤滑機制進行考慮。

2.2材料選擇

必須考慮到煤礦機械超負荷低速運行的狀態(tài)，因此對于齒輪的韌性、強度及工藝性能要求很高，因此必須要選擇與此匹配的材料。目前來說，我國煤礦機械齒輪所選用的材料主要為低碳合金滲碳鋼。如果齒輪所承受負荷或受沖擊力較大，則采用Ni-Cr和Ni-Cr-Mo合金滲談鋼；如果希望機械能夠在負載工作時盡量保持穩(wěn)定則選用Ni-Mn鋼。

2.3工藝質(zhì)量

對機械設備的齒輪進行加工時，必須提升滾齒質(zhì)量要求水平，分清楚粗、精滾工序，使得滾到精度大幅提高，齒面的粗糙度必須按照規(guī)范要求，大部分粗糙度好的齒輪設備壽命將顯著增加，因此需要采用較先進的拋光技術提高齒面粗糙度。

2.4熱處理工藝

煤礦機械齒輪承載能力的高低主要是通過提高齒輪硬度達到，但也不是唯一的決定因素，齒輪表面向芯部間區(qū)域的剪切強度的比值也是非常重要的影響因素，此值一般小于0.55。采用深層滲碳淬火的熱處理方法，將能夠很好實現(xiàn)這一目標。

2.5安裝工藝

必須正確調(diào)整兩齒輪軸間的垂直度和水平度，使所存在的間隙處于合理范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)扭斜現(xiàn)象，使齒輪嚙合間隙處于合理范圍，將大幅降低斷齒發(fā)生幾率。

2.6設備使用和維護方法

煤礦機械設備齒輪對于潤滑要求較高，在使用過程中，需要定期對其進行潤滑處理，且必須選擇合理的潤滑黏稠度，并及時對潤滑油進行清潔處理；對于非外露性齒輪，必須經(jīng)常對齒輪機箱進行清潔處理，提高其散熱強度，及時的檢測可以避免齒輪失效的發(fā)生，從而延長其使用壽命，保證設備正常運轉(zhuǎn)。

3結(jié)語

為保證煤礦能夠高效安全生產(chǎn)，必須大幅降低機械設備的事故率，而機械設備事故率很多都是齒輪失效。因此，通過對齒輪失效的形式及原因進行探討，研究得到降低齒輪失效的改進措施，將能夠為煤礦生產(chǎn)提供重要的借鑒。

作者：白瑞東 單位：山西西山晉興能源有限責任公司斜溝煤礦