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齒輪失效煤礦機(jī)械論文

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齒輪失效煤礦機(jī)械論文

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(jī)械設(shè)備的性能要求較高,如果一旦發(fā)生齒輪失效狀況,不僅嚴(yán)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(jī)械設(shè)備齒輪失效的原因進(jìn)行分析,一般來說主要包括以下3個(gè)方面:

1.1原始設(shè)計(jì)

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

1.2加工質(zhì)量

齒輪在機(jī)床加工過程中,必須按照設(shè)計(jì)的尺寸、外觀等具體要求嚴(yán)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(dá)不到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求。如齒輪制造中存在具體化學(xué)成分偏差,將會(huì)降低齒輪的材質(zhì)性能;由于齒輪熱處理技術(shù)不過關(guān)所導(dǎo)致的強(qiáng)度不足,這些問題將直接影響齒輪所能服務(wù)的期限。

1.3安裝過程

煤礦機(jī)械設(shè)備如果不能穩(wěn)定安裝,將使得齒輪無法達(dá)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(huì)引起齒輪的工作壽命;若在生產(chǎn)中潤滑劑達(dá)不到技術(shù)要求,均會(huì)影響齒輪的正常運(yùn)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(jìn)措施,將最大幅度提升齒輪的使用期,具體的改進(jìn)措施包含以下6個(gè)方面。

2.1原始設(shè)計(jì)

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(zhǔn)確計(jì)算齒輪所承載的載荷且必須考慮修正強(qiáng)度;齒輪齒形結(jié)構(gòu)、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(shè)計(jì)階段就得想好怎么對齒輪形成如何潤滑機(jī)制進(jìn)行考慮。

2.2材料選擇

必須考慮到煤礦機(jī)械超負(fù)荷低速運(yùn)行的狀態(tài),因此對于齒輪的韌性、強(qiáng)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(jī)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(fù)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(jī)械能夠在負(fù)載工作時(shí)盡量保持穩(wěn)定則選用Ni-Mn鋼。

2.3工藝質(zhì)量

對機(jī)械設(shè)備的齒輪進(jìn)行加工時(shí),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(shè)備壽命將顯著增加,因此需要采用較先進(jìn)的拋光技術(shù)提高齒面粗糙度。

2.4熱處理工藝

煤礦機(jī)械齒輪承載能力的高低主要是通過提高齒輪硬度達(dá)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(qiáng)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(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

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(shè)備使用和維護(hù)方法

煤礦機(jī)械設(shè)備齒輪對于潤滑要求較高,在使用過程中,需要定期對其進(jìn)行潤滑處理,且必須選擇合理的潤滑黏稠度,并及時(shí)對潤滑油進(jìn)行清潔處理;對于非外露性齒輪,必須經(jīng)常對齒輪機(jī)箱進(jìn)行清潔處理,提高其散熱強(qiáng)度,及時(shí)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(shè)備正常運(yùn)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(jī)械設(shè)備的事故率,而機(jī)械設(shè)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(jìn)行探討,研究得到降低齒輪失效的改進(jìn)措施,將能夠?yàn)槊旱V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(zé)任公司斜溝煤礦