煤矿机械传动齿轮损坏原因及解决方法

发布时间：2023-03-28

刘玉武

摘　要：随着时代的发展，我国煤矿工作已经迈入了先进的机械时代。但是由于行业的特殊性，煤矿工作的环境较为恶劣，由于长时间在阴暗潮湿的条件下工作，很多机械设备经常发生故障，从而引发煤矿事故。其中，较为频繁发生的就是机械传动齿轮发生损坏导致设备无法正常运转，本文将以此为切入点，寻求解决齿轮损坏的原因并且有针对性的提出一些方案措施。

关键词：煤矿机械；传动齿轮；损坏；原因；解决方法

前言

传动齿轮的优点颇多，例如具有较强的承载能力，较高的精准度以及恒功率转动的优势，所以备受煤矿企业的青睐。但煤炭生产不但工作环境较为恶劣，而且为了赢得更高的利润，往往延长工作时间，导致生产作业中的机械传动齿轮负荷过重，破损情况频繁发生，不但影响了机械的使用寿命及基本性能，而且埋下了很多安全隐患，给煤矿生产造成了很大的经济损失。

1.机械损坏诊断方式

机械的工作状态直接影响井下作业的效率，所以为了提高设备的可靠性必须对其运转状态进行损坏检测和判断，以便在出现故障或者损坏时做出准确的反应并且采取措施。通常情况下会对机械的箱体表面进行振动检测，主要针对其常规振动频率和传动齿轮的损坏振动进行测量。造成机械传动齿轮损坏的起因颇多，通过机械模型、理论知识和信号处理三种诊断方式经其损坏大致可分齿面和齿轮两类。由于机械传动齿轮的工作性质属于非线性所以其职能选择解析模型中的等价空间方式进行破坏诊断；在解析模型无法达到检测效果时便可采用信号处理方式，其无需对检测对象建立模型便可直接进行诊断，所以结果更具有可信度。

2.煤矿机械传动齿轮损坏与分类

因为煤矿工作的环境极为复杂，所以造成机械传动齿轮故障或者损坏的原因也是非常多的。一旦齿轮不能正常运转，就可以视为其受到了不同程度的损坏。造成齿轮损坏的诱因很多，可能是自身质量不合格、操作失当或者后期维护不及时等。不同的诱因给齿轮带来的损伤程度也大不相同，总结而言可以分为制造和装配、长期运转两大类。齿轮错误、轴线偏离以及平衡受损、齿轮和内孔不同心等出厂性错误属于制造和装配诱因；而因长时间超负荷运转、滚动和滑动摩擦产生的力的脉动使齿轮表面与齿根出现的不同程度的损坏，则属于长期运转诱因。但无论是局部损坏还是分布式损坏都会对齿轮的正常工作造成非常严重的影响，甚至引发大型的事故与灾难，必须及时发现并且解决。

3.煤矿机械传动齿轮损坏原因及解决方式

3.1. 齿轮损坏原因

3.1.1.齿轮的质量问题多半原子其设计上的偏差和选材上的失误。煤矿作业的环境十分恶劣，所以对长时间大负荷运转的齿轮来说更需要其具备过硬的质量。所以无论是从齿轮的设计标准还是选材上面都必须十分严格，保证其性能的正常发挥。

3.1.2.制造过程和热处理工序存在不合理性。机械制造商也是以营利为目的的企业，为了能够提高产量，赢得更高的经济效益就可能在齿轮的制造流程与标准上面偷工减料，无法达到国家标准，在齿轮气孔等方面造成一些缺陷。如果后期在进行热处理上再无法正规操作很可能造成齿面硬度不均匀出现裂痕，一旦投入使用就会出现非常严重的破裂损伤，这类齿轮不但承载能力偏低，而且寿命短暂。

3.1.3.传动齿轮的安装失误及后期操作失当。齿轮安装需要非常精确的测量仪器作为支持，这方面的不足导致煤矿机械在进行齿轮安装时经常出现一些偏差，达不到正规齿轮运行的要求和标准，形如水平度、平行度和中心距等都到不到既定的数据尺度。此外，后期工作中齿轮的定期维护也是非常重要的，清理不到位、润滑油更换不及时等都会给齿轮埋下受损的隐患，甚至导致齿轮断裂、磨损等情况发生。

3.2. 后期解决方案

因传动齿轮在煤矿机械生产中占据着十分重要的作用，所以一旦发生损坏就会给整个作业造成影响。下面笔者将针对常见的几种齿轮损坏情况给出几点建设性意见。

3.2.1.关注所选煤矿机械传动齿轮的材料及设计原理。同一大小外形的齿轮在承受重在和冲击载荷的情况下表现出来的Z大耐久性值为1600MPa，弯曲值为1200MPa。那么怎样才能在外部载荷条件不变的情况下，提高齿轮的强度和使用寿命呢？根据机械传动齿轮在选材制造方面的实际经验得出，低碳合金浸碳钢是Z优的原材料。此外，考虑到齿轮在长期工作后的人性和载荷量，应当尽量选择电渣重熔合金钢和真空突起精炼钢，这种材质可以将齿轮的载荷极限提高18%以上，接触耐久性和弯曲极限提高四倍以上。

3.2.2.煤矿机械传动轮的生产企业必须加强自身工艺，保证齿轮的加工与热处理达到国家规定的标准。传动齿轮在投入工作后因接触造成的磨损随处可见，为了避免这一点应尽可能提高齿轮表面的粗造程度，同时提高整体的加工精度，以尽量降低接触性磨损的发生率。热处理工艺的Z大作用就是通过对齿轮表面进行浸碳淬火来提高接触面的硬度，同时增强齿芯的柔韧性，使其能够更好的使用煤矿作业的恶劣条件，延长使用寿命。综上所述，解决机械传动齿轮损坏的重要方式就是提升其生产工艺，达到事半功倍的效果。

3.2.3.选择合格的传动齿轮后更重要的就是进行正确精准的安装。该过程直接决定着齿轮的工作效率以及耐疲劳强度。在齿轮投入使用期间，良好的安装能够使其保持较高的负荷量和负载量，提高弯曲柔韧性及耐久性，进一步提高齿轮的使用寿命。另外，要有计划的对传动齿轮进行周期性保养，主要包括增加润滑剂、局部清理等，保证齿轮的散热、润滑和密封特性，延长其使用寿命。另外还要加强对传动齿轮的巡检工作，防止因长时间运转造成磨损严重或漏油等突发情况出现。

参考文献：

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（来源：中国机械）