煤矿机械传动齿轮损坏原因及解决措施

煤矿机械传动齿轮损坏原因及解决措施

陈开果

徐州徐工履带底盘有限公司  江苏徐州市  221000

摘要

煤矿机械传动齿轮是机械装置的重要结构，主要功能是完成动力传导，是关系到机械运转的重要结构。而实际上，在煤矿机械传动齿轮应用的过程中，也不时出现损坏问题，从而导致整个传动结构受到影响。因此，传动齿轮故障解决成为煤矿机械装置维护维修的重点工作内容。本文结合文献和实践经验，探讨煤矿机械传动齿轮损坏的主要原因，并且根据原因提出了针对性解决措施。

关键词；煤矿机械；传动齿轮；原因；解决措施

煤矿行业发展至今，已经进入到机械化和信息化交替时代，传统的人工作业模式早已被取代，现代煤矿生产时，已经全面实施机械化，部分工作已经形成自动化和智能化。因此，机械装置在现代煤矿生产中的地位极高，为煤矿企业生产提供主要动力。而机械装置应用也并非不出现问题，机械故障问题就是影响到整个煤矿生产机械装置应用的主要问题。例如，本文展开研究的齿轮损坏故障，是煤矿机械传动结构的主要故障问题。因此，解决齿轮故障问题，实时维护和保养措施，更有利于故障有效控制，减少齿轮损坏造成的机械故障影响。

1.煤矿机械传动齿轮损坏原因

传动齿轮是煤矿机械装置运行过程中的关键零件和结构，主要起到传力作用。齿轮之间相互咬合联合，并且在电机驱动作用下实施啮合运转，持续的动力运转下，为机械传导动力。

通过传动齿轮的作用可以发现，齿轮可以作为动力传导装置，其作用非常关键，从机械运转角度而言，没有齿轮，整个运作将会失去动力。因此，一旦齿轮出现故障，煤矿机械装置将暂时失去传导作用，机械装置受到影响。而通过齿轮实践研究发现，造成传动齿轮故障的主要原因包括以下几点：

第一，齿轮设计不合理。设计环节是齿轮应用的前提，设计不合理，势必会影响到齿轮运转，造成齿轮机械运转效果较差，同时与机械装置的结合度较差，从而在长期运转实施的过程中，会增加故障概率。

如，材料设计不合理，容易导致故障问题。当前齿轮加工应用研究发现，常用的齿轮材料为18Cr2Ni4WA 材料，该材料的硬度、熔点、抗磨性能都符合齿轮应用标准。但是，部分机械装置在设计中，考虑使用其他材料，而材料性能却远不及18Cr2Ni4WA 材料，很有可能导致材料使用过程中，出现较大磨损故障问题，从而造成磨损故障或者损害故障。

第二，应用的齿轮质量存在问题。研究发现，部分煤矿企业的机械装置齿轮出现损坏，很大一部分原因是齿轮应用时就存在质量问题，加上长时间的持续性使用，导致齿轮损坏。如，部分齿轮在应用时，存在毛刺、缺口、气孔等质量问题，长时间相互啮合运动，金属件之间相互摩擦较大，毛刺等位置会给结合区域造成更大的磨损影响，继而造成齿轮损坏等故障问题。而进一步深入研究发现，造成该问题的根本原因是由于生产过程中，加工过于粗糙，未做好质量检验，而齿轮应用方面也未做好验收，从而导致质量不合格的齿轮应用于机械当中，造成较大的质量影响。

第三，不规范操作也会造成传动齿轮损坏故障问题。齿轮在长时间的运转过程中，都是根据机械运作原理工作，其工作流程和方法固定，需要操作人员始终保持规范操作。但是，一旦出现不规则使用，齿轮也会非正常运转，从而影响到齿轮运行受到影响，齿轮损坏故障概率也将增大。如，齿轮运作的过程中，未按照标准要求定期增添润滑油，齿轮之间的传动摩擦增大，表面首先开始出现磨损，久而久之将会出现损坏故障。

2.煤矿机械传动齿轮损坏故障的解决和预防

煤矿机械传动齿轮损坏，将会导致整个机械装置受到影响。因此，针对齿轮损坏故障问题，一定要做好相关预防和解决，以下是结合实践工作经验，针对上述问题提出了的齿轮损坏故障解决和预防措施。

第一，根据机械装置使用需求，根据齿轮质量标准规范，选择最佳材料，有利于解决故障和预防齿轮损坏。如，发现齿轮是由于材料性能不达标而引起的故障，则可以通过更换材料的方法解决问题。选择优质材料，符合煤矿机械装置应用的材料，材料硬度、规格、抗磨性能能够满足机械装置对齿轮使用寿命的要求，都可以作为齿轮的新材料。以矿用截齿材料为例，齿轮使用量比较大，机械装置对齿轮的要求比较高。因此，该齿轮的生产材料研究一直都是齿轮材料的重点研究对象。如，现代煤矿机械研究者已经研发提出SY-5型高性能合金钢结合炼钢技术人员合作研发出的一种新型材料，并运用自己独有的热处理技术，使该材料达到高硬度、高韧性、高耐磨、低成本。该创新发明在矿山机械，煤炭，石油钻井，高铁，军工等行业可以有更广泛的应用。尤其是在齿轮行业，该材料更能够良好应用，有利于提升齿轮质量和使用寿命，抗磨强度达标，更能够预防和解决齿轮损坏故障问题。另外，在齿轮应用前，还需要做好材料性能检验，也能够预防故障问题。如，齿轮承受的最大弯曲限度要达到1 200 MPa 的压力标准，耐久性要达到 1 600 MPa 的压力标准。按照此标准完成检验，更能够预防故障问题。

第二，齿轮质量的控制。齿轮质量也是影响到齿轮应用的主要因素，在齿轮使用前，一定要做好质量检验，包括对外观和性能的检查和检验。如，按照最大弯曲限度、耐久性等检测参数，采用科学方法进行检测，符合标准后才可以投入使用，有利于损坏故障的提前预防。另外，在齿轮质量控制的过程中，也可以通过加工工艺的优化管理，提升齿轮加工质量，从而达到控制损坏故障的问题。如，研究发现啊，优化淬火工艺等热处理工艺，有利于提升齿轮材料质量。齿轮生产专家在研究过程中，提出针对齿轮而改造的新淬火工艺，该工艺被称未渗碳齿轮淬火工艺，该工艺渗碳层厚度为1.5-2.5mm、锻坯奥氏晶体颗粒为6度，带状铁素体为2级。齿轮在淬火的过程中，梯度平缓、碳浓度平缓，因此能够得到更良好的加工效果。从而提升了齿轮的质量，在该淬火工艺下，齿轮在淬火后的齿面硬度为58-63HRC、齿芯的硬度为40-46HRC，完全符合煤矿机械齿轮应用标准。

另外，在齿轮加工完成后，一定要做好磨光、清洁等工艺，最后按照质量需求做好质量检验工作，达到使用需求后，才可以进行使用[1]。

第三，符合规范的齿轮应用。齿轮应用操作不当或者机械操作不当有可能造成齿轮损坏问题。因此，机械齿轮安装后，机械装置一定要按照标准作业流程工作，做好定期维护保养，预防和解决故障问题。

如，在齿轮装置应用过程中，需要根据齿轮的使用情况定期增添润滑油，添加润滑油减少齿轮面的相互摩擦，提升传动速度，减少摩擦力，就能够控制磨损，实现对齿轮结构的保护，减少齿轮磨损故障问题[2]。

还需要按照机械正常操作流程进行操作。禁止一系列损坏齿轮的操作行为。如，长时间工作运转，不注重齿轮保护的行为一定要禁止，机械运转应该建立相应的工作流程，工作时间一定要按照标准执行，减少长时间运作对齿轮的影响。另外，机械装置在应用的过程中，除非出现异常情况，否则禁止紧急停止，紧急停止也会给齿轮造成影响。因此，更应该杜绝此类操作行为，实现对齿轮的保护，解决故障问题[3]。

结束语

本文研究后提出了煤矿机械传动齿轮损坏的原因，提出了解决齿轮故障措施，其中优化材料、规范操作以及齿轮加工质量控制都是行之有效的方法，希望能够对煤矿机械传动齿轮应用过程中损坏故障解决和预防有所帮助。

参考文献

[1]高国斌. 煤矿机械传动齿轮损坏原因及解决方式探讨[J]. 机械管理开发, 2022(002):37-37.

[2]姚少华. 机械轴承和齿轮的失效原因及解决方案[J]. 机械管理开发, 2020, 35(3):2-2.

[3]楼江雷马智雷敦财贺玲. 一种航空发动机高转速附件传动齿轮动态传动误差测试方法[J]. 机械传动, 2020, 44(6):164-167.