煤矿机械传动齿轮失效形式浅析

谭明坤

【摘要】煤矿产业在我国处于重要地位，煤矿目前仍是我国的主要生活资源，因其安全性和高效性一直受到全国人民的关注。煤矿机械设备利用齿轮传递动力或机械运动，而在齿轮的使用过程中，会因为各种外界因素而导致齿轮失效，从而导致机械设备的停滞运转。本篇论文就是针对齿轮在转动过程中失效的各种原因，并提出相应改进的措施，从而提升煤矿机械设备的使用寿命，促进煤矿企业的发展。

【关键词】齿轮失效；形式；原因；改进措施

随着社会的不断发展，资源的开发面临着更为严峻的形势，对煤矿机械设备的功能要求不断增加，其所承担的动力也不断加强，因此机械设备内部传输动力的齿轮有着更为严格的要求，降低机械传动轮齿失效的概率是需要研究的主要课题之一。

一、齿轮失效的形式及其原因

齿轮失效主要分为五种形式，主要是传动过程中与其他材料相接处挤压和外界环境的影响，为了延长齿轮的使用寿命，我们首先根据齿轮不同的失效形式进行浅要分析。

1.齿轮折断

齿轮在使用过程中常常会出现齿轮折断的现象，齿轮折断直接导致齿轮失效的结果。这种现象经常在轮齿根部折断，这是因为其承担了自身难以承担的动力或重物；也有可能因为过度的使用导致齿轮疲劳过度，从而造成轮齿的折断。

2.齿面点蚀

齿面点蚀是导致齿轮失效的常见形式之一。齿面点蚀是因为齿轮长期过度的运转，有没有做到很好的护养和定前检查，就会在轮齿表面出现一些细小的裂纹，这些裂纹严重影响齿轮的承受能力和使用寿命；再加上齿轮运转过程中高压油等因素的挤压，轮齿上的细小裂纹会不断扩大，甚至会造成微小颗粒的脱落，最终导致齿轮不能正常运转，影响设备的正常运转。齿面点蚀的现象，跟齿轮的硬度和使用频率有很大的关联，较软材料制成的齿轮较之硬材料制成的齿轮更容易出现齿面点蚀现象。

3.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。

4.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。

5.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。

三、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。

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，再到機械的先进性问题，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。

参考文献

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