煤矿机械传动齿轮失效问题及处理

引言：寻求写作上的突破？我们特意为您精选了1篇煤矿机械传动齿轮失效问题及处理范文，希望这些范文能够成为您写作时的参考，帮助您的文章更加丰富和深入。

煤矿机械传动齿轮失效问题及处理:煤矿机械传动齿轮失效问题及对策

引言

从客观现实来看，我国矿山机械事故的发生概率大，最根本的原因在于对齿轮机械的故障分析水平低。从另一方面来看，由于井下工程建设生产的环境十分恶劣，对工程生产会产生直接的影响，与此同时在生产的建设过程中，对人的身体也会产生直接伤害。在井下的生产中，机械的使用通常是在白天进行的，而工人也是以三班倒形式进行轮流工作，这些客观因素都会直接导致机械更容易出现故障，如果不能做到及时的维护，那么对日常工作将产生极其恶劣的影响。

1传动齿轮失效的成因分析

现代井下运输基本上都依靠齿轮运输作为主要的运输基础支持。而齿轮的常见性问题成因则主要分为以下几点。

1）磨损。井下煤矿运输，主要由于地质条件的影响，其工作量十分大，这样就导致齿轮经常处于高负荷状态下工作。而这些都会加重工作的负担，导致在生产中产生较大影响。而齿轮磨损，则成为了最主要的损伤形式之一。在进行基层生产的过程中，通过层面的生产使用方法，也会加重齿轮的使用寿命。而在运输中，过长的皮带运输机制，也大大加重了工作负担。因此在井下运输中，齿轮的消耗是十分快的，而在建设过程中，齿轮的磨损，也会直接影响到生产的可持续性。

2）表面金属疲劳。金属疲劳顾名思义是齿轮表面或内部出现的一种材料损伤情况，对于持续性的高效率生产，齿轮的金属内部构造会产生一定的拉伤，主要成因就是因为在生产的过程中，生产力超过了齿轮的额定荷载上线，从而导致内部出现裂纹，而生产过程中，这些裂纹就会导致齿轮的断裂，严重损害了井下生产传动系统的安全性。

3）塑性流动。塑性变形会导致严重的飞边现象产生，对周边的生产等也会产生影响。由于齿面失去了部分的作用效果，在使用中就会导致出现人字形的鱼尾状皱纹，并导致整体结构的滑动。

4）断裂问题。断裂意味齿轮都将失去使用作用。在生产中，齿轮发生断裂的原因有很多，断裂导致的问题则影响严重。其中最主要的断裂原因分别为疲劳损伤断裂、负荷断裂、磨损断裂以及淬炼断裂等。出现以上问题的主要因素在于，制造加工的过程中没有严格按照相关质量标准进行浇筑制造。导致在生产后，齿轮中出现较大的缺陷，在使用中引起了一系列的严重影响。其次在安装的使用过程中，没有选择较大的使用标准，导致在生产的过程中，齿轮长时间处于超高负荷的生产之中。

2提高矿用机械齿轮使用时间的主要措施

针对矿山机械的日常使用中，由于极易出现磨损问题，在日常的使用中，需要从以下几点进行注意，并在使用中进行及时维护，才能够确保安全生产。

1）应用短圆柱型的滚子，辅助齿轮进行传动运输，保证在齿轮的日常运行中，能够安全有效地进行生产，而在这一类的生产中，需要通过对技术上的科研改进，进而确保整体生产的有效性。在生产过程中，煤矿的机械齿轮其转动控制作用，对于缓解机械生产中的消耗，都有较高的减缓作用，这样对煤矿的日常生产都能够有效降低其生产的成本。在生产的过程中，通过对煤矿机械齿轮的有效控制，能够在现代技术的带动下，为工作提供有效的生产形势。

2）利用短圆柱滚子的结构特点，在使用转轮进行外圈固定的过程中，不仅能够有效增强滚柱的结构稳定性，同时也能够更好地促进柱子的润滑良好性，而采取轮齿的钻孔排距，在运输的过程中，由于阻力的调控，也能够在一定的运输量上降低功率的损耗。这样不仅减少了对工程施工的施工要求，在电损耗上，也有效地减少了对齿轮的消耗。在减少齿轮损耗的过程中，采取有效的系统运输装置，能够在延续煤矿机械的运转中，提供更为有效的电能损耗减免效益，其减少的频率与安装调试过程中的使用情况呈现一定的正比例关系。在使用的过程中，从煤矿机械的齿轮润滑油能否保证滚子顺畅性进行分析，内圈和轴距之间，其圆柱式滚子，能够更好地保证施工的质量标准。

3）煤矿运输机械的齿轮中短圆柱滚子的数量。在对煤矿机械的短圆柱滚子型号的确定过程中，针对运输的特点进行型号确定，其选择需要遵循以下几点。首先，煤矿机械的齿轮从短圆柱滚子的数量进行确定，归纳其中可能出现的诸多失误，并以此来完成整体机械的模型设计。在设计的过程中，分析煤矿机械的齿轮短圆柱滚子数量，以对其中的典型性进行确定。矿山机械的功率通常较高，所以在进行工作的运行过程中，其负荷也比较大，所以在进行型号的选择上，一般需要控制在k＝10的基础以上，其中k＝10是满足基本使用定律的根本。为保证在生产张轴承的承重效应符合工作需求，需要对不符合的零部件进行取缔。

4）针对机械齿轮的润滑处理。不论在何种环境下使用大型机械，对齿轮的润滑都是保证机械正常运行的根本所在。而针对煤矿井下操作环境中的恶劣性，对齿轮的润滑更为重要，在进行齿轮的润滑过程中，从齿轮和轴承的抗震性、抗冲击性、精准性等多个方面进行考虑后，方可进行精密润滑，保证轴承的承受力，在日常的操作范围之内。井下作业过程中，由于大量的粉尘、潮湿空气，对金属元器件的损伤要远远高于地面。与此同时，地下的电离平衡与地面不同，这都会直接影响到工作面的生产作业，而在生产作业的过程中，恶劣的环境也会加重这一生产的机械部件。所以及时有效的润滑工作，对机械零部件的使用寿命，以及井下生产都有不错的促进作用。大型矿井下，对机械工作量大的设备，应当保持其齿构件在生产工作中的结构稳定性，这样才能够确保生产工作的有序进行。

3结语

在全面机械化生产发展趋势下的煤矿井下生产中，皮带运输机的使用是必然的结果。在皮带运输机的使用中，齿轮的使用是最为普遍的一种形式。滚筒形式，以及转轴和轴承结构都使用了大量的金属设备，这些设备在井下作业中，由于受到恶劣环境的影响，其使用寿命受到了极大的威胁，同时也给井下生产的安全进行，产生了极大影响。只有有效地减少此类机械的失效故障，才能够保证生产的有序进行，同时才能够确保井下工作人员的生命安全。

作者：张建静 单位：太原理工大学 同煤集团安全监管五人小组

煤矿机械传动齿轮失效问题及处理:煤矿机械传动齿轮失效问题及处理

摘要：煤矿工作一般都是比较严谨和危险的工作，煤矿机械故障不仅影响着工程的进度，降低生产效率，也影响着施工人员的生命安全，而传动齿轮的失效问题是煤矿机械最为常见的问题，所以加强对传动齿轮失效问题的研究具有重要的意义，文章先分析传动齿轮失效的表现形式，进而探索出现这些问题的原因，最后经过研究得出避免传动齿轮失效的有效措施。

关键词：煤矿机械；传动齿轮；失效；有效措施

在煤矿产业中，传动齿轮应用非常广泛，是煤矿机械的一个重要组成部分，但是煤矿的运输重量一般都很大，在施工过程中，很容易导致超重现象，长时间高强度的工作就会导致传动齿轮出现问题，导致机器瘫痪，影响煤矿的施工作业，降低生产效率，甚至造成安全隐患。

1传动齿轮的工作环境及工作特点

煤矿的生产作业一般都是在矿井中进行的，传动齿轮的工作环境大多都是在地下进行生产作业，井下的环境比较复杂恶劣，所以传动齿轮要适应井下复杂的结构情况，因此相对而言传动结构也复杂一点。由于煤矿是重型产业，要求传动齿轮具有比较高的承载能力和性能，矿井一般空间不是很大，所以传动齿轮还要满足体积小，抗冲击能力强等特点，传动要求高效率，尽量减少过程中能量的损失。

2传动齿轮失效的表现形式

2.1传动齿轮磨损失效

磨损的程度分为很多种，一般分为：正常的磨损、中度磨损、破坏性磨损、磨料性磨损以及腐蚀性磨损等。一般性的磨损不会对齿轮的传动造成重大的影响，比如正常的磨损，这是齿轮传动过程中必然存在的，在齿轮的使用寿命中，不会造成齿轮失效，这个磨损是经过时间慢慢磨损的，不影响齿轮的正常转动；对于中度磨损，这个要比正常的磨损速度快一点，在齿轮传动工作的过程中，可能会发出噪音，由于磨损的程度比较大，损失机械能，会降低齿轮工作的效率；破坏性磨损，这个磨损的程度就很大了，齿轮表面会形成严重的损伤，严重影响传动齿轮工作的效率，破坏了齿轮的结构，大大缩短齿轮的使用寿命；磨料性磨损是指在齿轮中间进入了一些颗粒，增大了齿轮间的摩擦系数，摩擦力增大，加速了齿轮的磨损，可能会出现齿轮停止转动的现象；腐蚀性磨损就是在齿轮转动的过程中与周围的化学物质发生的反应，发生了齿轮表面的腐蚀，严重影响齿轮的工作效率。

2.2传动齿轮疲劳失效

在加工过程中，齿轮的表面肯定存在初始裂纹，加之传动齿轮工作的过程中应力的反复作用下，造成材料的疲劳，当作用的应力超出了材料的疲劳极限时，裂纹就会延伸扩张，加速齿轮的损坏，出现齿轮失效。

2.3传动齿轮胶合失效

齿轮的转动需要润滑油的帮助，在强重力作用下，齿轮间的润滑油不能及时的补充，造成两个齿轮接触面的油膜挤破，两个金属齿轮直接接触在一起，在高速运转的情况下，温度上升，可能造成齿轮的胶合，出现失效。

2.4传动齿轮断裂失效

齿轮的断裂意味着彻底不能工作，断裂分为疲劳断裂，高负荷断裂以及淬性断裂等。疲劳断裂就是齿轮在弯曲应力的反复作用下，出现裂痕，当应力超出了齿轮的疲劳极限时，裂痕继续扩张，导致断裂；高负荷断裂是指在高强度的作业状态下，负荷已经超出了齿轮的额定负荷导致的破坏性断裂，或者由于腐蚀使得齿轮部分点出现点蚀，导致断裂等；淬性断裂是指传动齿轮经过热处理时产生了过大的内应力，产生裂纹，外界的压应力与弯曲应力的作用下，产生疲劳，当超过它的疲劳极限时就会促使裂纹延伸，导致淬性断裂，这种断裂的特点就是初始断裂的部位颜色会有点深，这是氧化的结果。

3传动齿轮出现失效的具体原因

设计阶段：由于齿轮工作环境的特殊性，决定了煤矿机械齿轮设计的特殊性，在设计阶段，可能忽视了传动齿轮在矿井工作的特殊性，按照传统的设计来设计煤矿机械传动齿轮，造成传动齿轮不能满足矿井下高强度，环境复杂的要求，达不到韧度、抗冲击和耐疲劳的要求，这是导致传动齿轮失效的自身原因之一。齿轮的制造加工阶段：即使齿轮的设计没有问题，若在制造加工方面不合格，齿轮一样会失效，如果质量把控不严格，锻造时化学成分超标或者化学成分有残留，降低了齿轮的性能，不能满足工作的需要。例如：在加工过程中C的含量超标，就会增加齿轮的脆性，容易发生断裂，造成失效。齿轮的安装使用阶段：不正确的安装方式同样会导致传动齿轮的失效，安装的位置出现偏差，影响整个传动齿轮的安全，同时，传动齿轮的工作需要润滑油的不断补充，一旦缺少润滑油就会增大摩擦力，降低齿轮工作的效率，增加磨损，导致传动齿轮的失效。

4避免传动齿轮失效的有效措施

根据上述传动齿轮出现时效的形式和失效的原因，制定防止传动齿轮失效的有效措施，避免失效问题的出现。

4.1齿轮设计阶段控制

设计阶段要充分的对煤矿齿轮的工作环境进行研究考察，只有充分了解齿轮的工作环境和工作性能的需要，才能对齿轮提出合理化的设计。根据煤矿齿轮工作的特殊性，优化齿轮的设计方案，满足齿轮抗冲击力、耐疲劳性以及承载力的要求，进行精确的计算，在符合国家标准的前提下，选择适合煤矿特殊工作的材料，尤其是钢材的选用尤为重要，这直接影响着齿轮的强度，最好经过研究确定选材，确定润滑油等，以免后期工作出现漏洞。

4.2齿轮工艺制造阶段控制

选材好工艺也好才能保证传动齿轮的质量，要严格控制齿轮制造过程中的质量，改善制造工艺，提高工艺质量。传动齿轮的表面不能过于光滑，研究表明，表面略微粗糙的齿轮要比表面光滑的齿轮使用寿命更长，这个粗糙度应该根据实验来确定，合理的控制粗糙度，将齿轮的性能提升到最佳状态。

4.3齿轮安装阶段控制

齿轮的安装看起来很简单，其实有比较高的要求，对于传动齿轮的平衡度、垂直度都是有要求的，而且这个标准还很严格，稍微有一点偏差就会影响整体的性能，所以，在安装阶段应该有专业人士来进行指导，运用专业的工具辅助安装，最大限度的减少齿轮间的摩擦，降低损耗，提高工作效率，延长使用寿命。

4.4齿轮使用及维护阶段控制

在传动齿轮的使用过程中，应尽量不要超过传动齿轮的额定负荷量，润滑油也要及时补充，保证传动齿轮是在润滑油的辅助下工作，此外，润滑油不能掺入杂质，保持纯净，杂质进入齿轮间会增大摩擦系数，影响齿轮的正常工作。设备的使用过程中应该定期维护保养，并检查传动齿轮，及时发现问题并处理问题，对于可能发生的问题做到及早预防，防患于未然，防止出现传动齿轮的失效问题。

5结束语

煤矿产业是我国比较重要的一部分，煤矿的产量决定于煤矿机械的工作效率，影响着经济的发展，传动齿轮在煤矿机械中发挥着重要的作用，保证传动齿轮的正常工作是保证煤矿机械正常工作的重要前提，传动齿轮失效是齿轮常见的问题，我们必须对其进行研究，找到避免失效的有效措施，每个阶段严格把关，将失效概率降到最低，提高生产效率。

作者：王凯 单位：四川省煤炭设计研究院

煤矿机械传动齿轮失效问题及处理:煤矿机械传动齿轮损坏原因及策略

摘要：近些年以来，煤矿生产的整体规模正在迅速扩大。对于全过程的煤矿生产来讲，传动齿轮都应当构成关键部件。然而如果忽视了正确操作以及后期保养，那么传动齿轮将会减损自身的性能，严重时还将损坏齿轮。因此可见，对于各种类型的机械传动齿轮都要探析损坏原因，然后给出与之相适应的解决对策。

关键词：煤矿机械传动齿轮；损坏原因；解决方式

在各种类型的煤矿机械中，传动齿轮都构成不可或缺的关键部件，传动齿轮本身包含了支撑构件与传动构件的两个部分。具体来讲，传动部件涉及到齿轮副与传动轴，而支撑部件通常涉及到轴承与箱体。经过长期运行，如果不慎操作那么某些齿轮将会遭受相对频繁的磨损，在情况严重时还将损坏整个齿轮。

1齿轮损坏的根本原因

具体来讲，传动齿轮如果出现了损坏，那么根源应当包含如下：首先是不当的选材与设计。与其他类型的机械装置相比，煤矿机械本身处在独特的井下环境中，外在环境整体上是相对恶劣的。受到上述状况的影响，机械齿轮也很容易遭受损毁，因而体现了显著的缺陷[1]。究其根源，就在于针对传动齿轮具体在选材时没有慎重进行，以至于选购了劣等的建材。除此以外，如果欠缺一致性的选材标准，那么与之相应的齿轮性能也将遭受影响。其次是热处理与加工制造的不完善。从现状来看，某些厂商由于忽视了齿轮热处理以及其他的加工流程，因而无法符合最根本的齿轮性能指标。例如：针对锻造齿轮如果不慎重处理，那么很有可能引发齿轮气孔或者其他不良现象。除此以外，齿面硬度如果没有符合最根本的均匀程度，则根本原因就在于淬火操作不慎导致了裂纹。受到较大内应力的影响，某些部件还可能出现破裂。对于各种类型的传动齿轮而言，齿面具有的表面粗糙度都是各不相同的，与之有关的齿轮寿命以及承载性能也会呈现显著差异[2]。再次是不慎进行操作。某些煤矿设备本身并不符合特定的配置，具体在操作时也没有慎重选择所需的测量仪器。在上述状况下，安装齿轮就很难符合最根本的质量标准。具体在实践中，典型缺陷就在于平行度与水平度不够达标，或者出现了过小的中心距。传动齿轮经过长期性的运行，对此就要予以更换油脂并且定期完成全方位的清理。然而如果忽视了上述的清理，那么齿轮就很有可能表现为缺油、漏油或者夹杂煤渣等不良现象，或者由于欠缺润滑而减损了自身的性能。特殊情况下，传动齿轮还可能突然断裂，胶合处也会产生磨损。

2探求解决方式

煤矿机械如果要保障正常运转，关键应当落实于传动齿轮的定期保养。齿轮一旦遭受了某些损伤，与之相应的机械效能也将因此而减损。为了改进现状，针对各种类型的传动齿轮都要予以全面的处理，因地制宜探求可行的解决措施：

2.1选择优质的材料

在开展煤矿生产中，针对机械传动齿轮有必要选择优质的部件与材料，确保齿轮本身具备优良的性能。这是由于，传动齿轮承受着相对较强的冲击荷载，如果不慎进行处理那么将会减损齿轮本身的耐久性。通常情况下，传动齿轮应当符合1200MPa的最大弯曲限度以及1600MPa的接触耐久性。如果要延长寿命并且保证齿轮强度，则有必要优化相关工艺，因地制宜确定润滑参数并且算出精确的齿轮荷载。例如近些年以来，很多煤矿企业在传动齿轮内部加入了冲击荷载较强的低碳合金钢，因而有助于优化齿轮本身具备的淬透性与耐磨性。

2.2密切关注热处理环节以及加工环节

传动齿轮无法避免遭受频繁性的磨损，为了避免过于频繁的磨损，对于此种类型的齿轮就应当致力于完善热处理，在此前提下降低粗糙度。一般情况下，针对传动齿轮如果要优化进行加工，关键在于改进刀具与零件本身，运用磨削工艺或者其他工艺来消除过高的粗糙度。除此以外，技术人员还可以选择渗碳淬火的手段来优化热处理的各个流程，确保符合更高层次的韧性与硬度，优化各种工况性能。在必要的时候，还需运用喷丸强化的方式加以改进，提升弯曲强度并且优化齿轮性能。

2.3正确安装传动齿轮

传动齿轮本身包含了较多的部件，为此在检修齿轮或者更换齿轮时，对于此种类型的齿轮都要予以精确的安装，确保齿轮具备更好的机械强度。从现状来看，很多企业对此选择了喷丸强化的措施，这是由于此种措施有助于优化疲劳强度，对于耐久极限进行了适度的延长。对于齿面如果要进行加工，那么关键在于消除刀痕。此外，对于封闭式的传动齿轮还需保证优良的润滑度，慎防出现漏油的不良现象，对于传动齿轮有必要定期予以检查。

3结语

经过综合分析可知，传动齿轮应当属于煤矿机械中十分关键的一类构件。然而实际上，传动齿轮所处的井下环境相对恶劣，因此尤其有必要关注维修与养护。未来在实践中，煤矿企业还需更加关注解决齿轮损坏的措施与手段，在探析损坏原因的前提下致力于消除齿轮运行的各种弊病和缺陷。

作者：张弛 单位：山西煤矿安全监察局安全技术中心

煤矿机械传动齿轮失效问题及处理:煤矿机械传动齿轮失效分析

一、齿轮失效的形式及其原因

1.齿面胶合齿轮在传输动力或促使机械转动的过程中由于物体之间的相互运动产生的摩擦会产生很高的热量，尤其是在长期不停息的高速重载运转的情况下，高温很有可能将于齿轮接触的金属或其他材料与齿轮表面相融合，造成齿面胶合的现象。这种现象会造成齿轮外形的缺失或变形，从而降低甚至缺失其传递功能。

2.齿面磨损齿面磨损主要分为两种情况，一种是齿轮在工作状态下，齿轮与接触零件之间的磨合造成的磨损；另一种是机械所处的环境造成，煤矿机械的工作环境本身就存在很多的固体颗粒，这些颗粒会造成齿轮的磨损，齿轮表面的的粗糙度也会影响齿面磨损的程度。

3.齿面塑性变形齿轮的制作材料并不具备足够的强度，在重载高速的挤压下也会造成齿轮的变形。从动齿和主动齿之间动力的传递，彼此之间都存在力的作用，它们彼此相互挤压，接触的表面很容易造成凹凸不平的表面，这种变形程度足够影响齿轮的正常工作。

二、齿轮的改进

设计者在设计齿轮之时，根据该齿轮在不同场合的运用来确定齿轮所选用的各种材料，更加有利于齿轮在该环境下工作。针对齿轮失效的五种常见的失效现象有特定的应对措施，主要是根据齿轮的工作环境决定齿轮的材料组成和外形结构的设计。例如为了降低齿轮折断的可能性，则需要加强轮齿的抗弯曲强度；为了避免齿面点蚀，则需要提高齿面接触疲劳强度；对于在高速重载环境下工作的齿轮应该将齿面抗胶合能力作为重点设计对象。

1.设计原则齿轮失效直接影响煤矿机械的正常运转，在煤矿机械中齿轮的大小有一定的规格，在不同的机械设备中一般都有一定的限制，因此设计之初，就是在齿轮大小基本保持不变的条件下加强抗接触疲劳能力、抗弯曲能力和硬度等性能，以提高齿轮的质量和使用寿命。对于煤矿机械所需承担的重量较大，根据强度、载荷、材料、外形、结构齿面粗糙度等多方面的因素，经过精密的计算和先进的技术促使齿轮达到煤矿工作的要求，从根本上提高齿轮的使用寿命。

2.正确操作工人对于齿轮的正确安装和使用是保证齿轮正常运转的前提。煤矿工作需要承担很大的负载，因此在齿轮安装时和定期检修时都要保证齿轮的承载强度达到煤矿工作的条件。齿轮不仅仅需要考虑到承载能力，还有表面光滑度、轮齿的硬度等多方面都需要达到相关的标准；主动轮和从动轮要合理的结合在一起，避免不必要的磨损，损耗齿轮的寿命；还有就是一定要定期对齿轮进行检修，尽可能避免因齿轮带来的故障导致机械停转。

3.润滑剂的使用现今，煤矿施工现场中齿轮的运转往往没有使用润滑剂的惯性或者不重视润滑剂的功效。我们应该发挥润滑剂的作用，而不是一知半解的不考虑环境、齿轮型号、机械型号等多种因素就使用一种润滑剂，这种现状不可能达到预期的效果，会缩短齿轮原有的使用寿命、加快磨损效率，从整体上拉低齿轮的功效，影响煤矿机械的工作效率。我们的工作人员应该根据科学理论和实际经验总结出不同型号、季节、工作环境等使用不同的润滑剂，并输入相关的数据库，便于维修时作为参考案例，从而延长齿轮的使用寿命。

4.提高整体的技术设备齿轮质量的提升最终是为了提高煤矿的工作效率，从而提高生产效益，但是齿轮仅仅是需要提高的一部分，在整个煤矿企业当中，还需要将强机械设备的现今水平和提升管理水平。齿轮的质量也需要煤矿企业管理的监管系统的把关，它需要对于煤矿相关机械、零件的严格监控，保证硬件设备的质量问题；齿轮的作用是机械能的传递，直接作用于煤矿的相关机械，若是机械设备质量不过关或仍是老式的设备，尽管齿轮质量达到先进的水平，也只是鸡肋，起不到任何作用。煤矿企业只有整体水平的提升，才能使各个组成部分相互促进，共同进步。

三、结束语

综上所述，齿轮的失效主要有五种常见的形式，有的是齿轮本身的质量问题，也有机械问题，还有周遭环境的影响，除此之外也有管理水平问题等多方面主客观的问题。煤矿一直是高危作业，被保险列为特殊行业，其安全性和可靠性都需要极度的加强，小到齿轮的质量问题，再到机械的先进性问题，大到企业管理问题都需要引起足够的重视，甚至是国家的监管等诸多方面，以保证煤矿企业的安全性和经济性，从而推动煤矿企业的进步。

作者：谭明坤 单位：通化矿业（集团）有限责任公司

煤矿机械传动齿轮失效问题及处理:煤矿机械传动齿轮失效形式分析

【摘要】分析了磨损、传动齿轮表面疲劳、胶合、塑性流动以及断裂等煤矿机械传动齿轮常见失效形式，同时探讨了传动齿轮自身设计原因、制造加工原因以及传动齿轮安装使用不当等煤矿机械传动齿轮失效原因，以期为提升煤矿机械传动齿轮质量提供一些参考，延伸煤矿机械传动齿轮使用寿命。

【关键词】煤矿机械;传动齿轮失效;形式;原因

目前我国煤矿机械设备故障频发，对此，应当加强对煤矿机械各种传动齿轮的失效形式以及原因的风险，降低煤矿机械设备事故发生率，确保煤矿机械设备的正常运行，提升煤矿企业生产效率，推动煤矿企业的不断发展。

1.煤矿机械传动齿轮常见失效形式

1.1 磨损

煤矿机械传动齿轮在运行过程中，通常会由于磨损，而导致煤矿机械传动齿轮出现失效。通常情况下，煤矿机械传动齿轮主要表现为正常磨损、中度磨损、破坏性磨损以及磨料性磨损等磨损现象。正常磨损在煤矿机械传动齿轮预期寿命内不会影响齿轮的正常使用性能。在煤矿机械传动齿轮使用过程中，齿轮接触表面上金属较快的损耗，这便是中度磨损。煤矿机械传动齿轮在运行过程中，通常会由于齿轮的啮合中进入细颗粒，使得齿面沿滑动方向呈短线状划痕，损坏齿面，使得煤矿机械传动齿轮出现破坏性磨损，影响煤矿机械传动齿轮的使用寿命。

1.2 传动齿轮表面疲劳

煤矿机械传动齿轮在运行过程中，通常会由于煤矿机械传动齿轮表面或表面下存在裂纹生核，或者是交变应力反复作用而产生材料的疲劳，应力超出了材料的疲劳极限，而使得煤矿机械传动齿轮发生裂纹扩展。破坏性点蚀和疲劳剥损是煤矿机械传动齿轮表面疲劳的主要形式。煤矿机械传动齿轮在运行过程中，齿面接触应力根据脉动循环变化的，若齿面接触应力超过材料的接触疲劳极限时，载荷多次重复作用于齿面表层，就会产生细小的疲劳裂纹，这些疲劳裂纹通常始于轮齿节线以下点蚀，这种麻点形成应力的增高，从而使得麻点间的金属疲劳引起齿廓的破坏，从而导致煤矿机械传动齿轮出现破坏性点蚀。顶棱或沿齿顶从齿面上脱落下的颗粒较大是煤矿机械传动齿轮疲劳削损的主要特点，通常情况下，煤矿机械传动齿轮疲劳剥损大多发生在表面淬火的齿轮或硬齿面的齿轮，降低煤矿机械传动齿轮承载能力，从而降低煤矿机械传动齿轮的质量和使用寿命。

1.3 胶合

煤矿机械传动齿轮在使用过程中，通常会由于润滑油脂的使用不当或煤矿机械传动齿轮超负荷工作，使得煤矿机械传动齿轮啮合区温度升高，同时在重载作用下轮齿接触面的油膜被挤破，可能导致两轮齿的金属面熔焊在一起，导致软齿部分接触面沿滑动方向被撕下而起沟，在低速重载下，齿面间的润滑油膜不易形成也会产生胶合破坏。

1.4 塑性流动

煤矿机械传动齿轮塑性流动失效形式主要表现为塑性变形、起波纹以及起皱。煤矿机械传动齿轮在运行过程中，轮齿啮不合理会形成冲击负荷，产生轮齿较软齿部分金属的塑性变形，从而使得煤矿机械传动齿轮发生失效。煤矿机械传动齿轮在运行过程中，润滑不充分、重载或振动而造成滑动粘附的摩擦，会导致煤矿机械传动齿轮齿面上形成和滑动方向成垂直的波纹，使得煤矿机械传动齿轮发生失效。煤矿机械传动齿轮在使用过程中，通常会由于润滑不足或超负荷，使得煤矿机械传动齿轮齿面在滑动方向出现皱纹，从而使得煤矿机械传动齿轮出现失效。

1.5 断裂

煤矿机械传动齿轮在运行过程中，通常会由于断裂而使得煤矿机械传动齿轮发生失效。通常情况下，煤矿机械传动齿轮的断裂主要表现为疲劳断裂、磨损断裂、超负荷断裂以及淬裂。煤矿机械传动齿轮在运行过程中，循环弯曲应力超过材料的极限应力，便会使得煤矿机械传动齿轮出现疲劳断裂。煤矿机械传动齿轮在运行过程中，由于严重剥落、点蚀或严重的磨料性磨损等严重磨损，使得煤矿机械传动轮齿的强度降低到轮齿断裂极限以下，从而使得煤矿机械传动齿轮出现磨损断裂。煤矿机械传动齿轮在运行过程中，突然冲击负荷会使得煤矿机械传动齿轮齿面一个端角度误差，造成载荷的集中，从而使得煤矿机械传动齿轮出现轮齿断裂。

2.煤矿机械传动齿轮失效原因

2.1 传动齿轮自身设计原因

一些煤矿机械传动齿轮由于自身设计原因，使得煤矿机械传动齿轮在使用过程中出现失效。通常情况下，煤矿机械传动齿轮主要为低速重载齿轮，煤矿机械传动齿轮的使用环境相对恶劣，使得煤矿机械传动齿轮对设计要求相对较高。目前，一些煤矿机械传动齿轮设计参数和技术要求针对性相对较弱，同时专项科研和实验不到位，使得煤矿机械传动齿轮设计无法与煤矿机械的实际工况和使用条件紧密结合。一些大煤矿机械传动齿轮在设计过程中，在分析计算齿轮接触疲劳强度时，仍然采用传统的公式，即以交变应力作用下测定试样的断裂循环次数而制定的反复应力与全负荷下的循环次数关系曲线作为疲劳设计依据，然而煤矿机械传动齿轮在使用过程中通常会受到各类工艺因素和工况因素共同作用，使得煤矿机械传动齿轮必然会与齿轮试样的表面质量存在着一定差异。一些煤矿机械传动齿轮在设计过程中由于生产材质设计不当，直接影响煤矿机械传动齿轮的承载能力，从而降低煤矿机械传动齿轮的质量和使用寿命，使得煤矿机械传动齿轮出现失效。

2.2 制造加工原因

一些煤矿机械传动齿轮在加工制造过程中存在一些缺陷，使得煤矿机械传动齿轮的质量达不到相关要求。一些铸造大齿轮在生产过程中存在化学成分偏析、非金属夹杂物、气孔以及砂眼等缺陷，直接影响煤矿机械传动齿轮质量和使用寿命。一些煤矿机械传动齿轮在制造过程中采用的材料性能和热处理性能达不到相关标准，加上煤矿机械传动齿轮调质处理的齿面硬度达不到设计技术要求，在进行淬火处理时，齿面硬度不均匀，使得煤矿机械传动齿轮积存较大内应力，使得煤矿机械传动齿轮承载能力受到影响，降低煤矿机械传动齿轮质量。

2.3 传动齿轮安装使用不当

一些煤矿机械传动齿轮在安装过程中，缺乏完善的安装技术规范，一些煤矿机械在安装过程中，缺乏完备的测量仪器，通常靠经验进行安装施工，使得煤矿机械传动齿轮安装无法满足齿轮安装技术要求和质量相关标准。煤矿机械一些新装齿轮由于时间相对较紧的缘故，缺乏充分的跑合，一旦煤矿机械传动齿轮运转声音基本正常便投入生产使用，直接影响煤矿机械传动齿轮安装质量，从而影响煤矿机械传动齿轮使用寿命。一些煤矿机械传动齿轮在运行过程中缺乏日常维护，未能对减速箱和齿轮进行定期清洗和更换油脂，加上一些煤矿企业采用的煤矿机械传动齿轮润滑手达不到相关技术标准，使得煤矿机械传动齿轮磨损严重。同时，一些煤矿机械传动齿轮在使用过程中通常会混入一些煤粉、水分以及杂物，直接影响煤矿机械传动齿轮的正常使用。此外，一些煤矿机械传动齿轮存在着违章操作和机械超负荷运转，使得煤矿机械传动齿轮承载能力不断加大，直接影响煤矿机械传动齿轮的使用寿命。

3.结束语

煤矿机械传动齿轮在运行过程中，通常会由于自身设计原因、制造加工原因以及传动齿轮安装使用不当等原因以磨损、传动齿轮表面疲劳、胶合、塑性流动以及断裂等形式出现失效，直接影响煤矿机械传动齿轮质量和煤矿机械传动齿轮使用寿命。

作者简介：王松涛（1985―），男，辽宁调兵山人，工程师，现供职于铁煤集团物资供应分公司，从事设备的技术管理工作。