本站原创本文是一篇煤矿机械论文范文,关于煤矿机械类专科毕业论文开题报告,关于矿山机械中传动齿轮失效形式、原因与改进相关硕士毕业论文范文。适合煤矿机械及齿轮及安全生产方面的的大学硕士和本科毕业论文以及煤矿机械相关开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
【摘 要】煤矿企业生产效益既取决于人才队伍建设水准,同时也受到受限于机械化发展水平.在当前大规模推广综合机械化采煤的背景之下,对于如何提高煤矿机械的工作效率与稳定性是煤炭安全与高效生产的研究重点.基于煤矿的恶劣环境,矿山机械故障问题较为常见,而传动齿轮失效是机械故障最主要的一种形式,生产中应给予足够重视.为了协助解决矿山机械的常见齿轮失效故障,本文对齿轮失效形式以及产生的根本原因作了初步的探讨,也提出了一些关于改进的浅薄意见,以期为矿山企业加强矿山机械管理提供指导意义.
【关 键 词】矿山机械；传动齿轮；失效形式；传动原理
0前言
由于客观条件的限制,我国矿山机械事故率一直较高,而传动齿轮失效是机械故障最主要的一种形式.一方面,我国煤炭以地下开采为主,所处的工作环境十分恶劣,如粉尘多、湿度高、空气压力大（与地面相比）等,在此条件下矿山机械容易遭到腐蚀,从而减小使用寿命；另一方面,煤炭生产过程中多采用倒班制,一天24小时内矿山机械基本处于工作状态,其生产特殊性使得机械设备的工作时间长、工作负荷较大、因此机械零部件容易摩损.此外,人为因素也是导致机械故障的部分原因,如不注意齿轮日常维护等.
1煤矿机械中齿轮失效的形式
常见于以下几种：
1）磨损.煤矿机械工作的对象为不同地质条件的煤岩体,所以作业强度大,齿轮载荷高,所以容易造成齿轮的磨损,根据磨损产生原因的不同,可以将磨损类型分为正常磨损、中度磨损、磨料性磨损（擦伤）、疲劳磨损（点蚀）、干涉磨损、胶合等.磨损属于齿轮的缓慢损耗,在齿轮寿命期内,存在一定程度的磨损并不会影响其正常的使用性能,一般来讲,磨损量不能超过维修标准.
2）表面疲劳.通常情况下,齿轮的表面或表面下会存在一定的材质初始裂纹,当齿轮不断地受到交变应力的反复作用,材料就会产生疲劳,当应力超出了材料的疲劳极限,这些初始裂纹就会开始扩展,从而形成凹坑,或者产生金属的移动,而且这些凹坑还会经常增大尺寸,以及合并.根据表面疲劳产生的原因,可以分为破坏性点蚀和疲劳剥损两种类型.
3）塑性流动.可分为塑性变形、起波纹和起皱三种类型.塑性变形指的是轮齿较软齿部分金属的塑性变形,严重时会出现飞边、齿顶变圆,造成主动齿轮和被动齿轮的齿面失去正确的齿形；起波纹是指在齿面上形成外观呈鱼鳞状的波纹,波纹方向与滑动方向垂直.多见于表面淬火的小齿轮上.起皱是指齿面出现呈人字形或鱼尾状的皱纹,皱纹沿滑动方向.
4）断裂.断裂意味着齿轮彻底失去效用,根据产生断裂的原因,可以将断裂分为疲劳断裂、磨损断裂、超负荷断裂、磨削裂纹、以及淬裂等几种.
2齿轮失效原因分析
煤矿机械设备中齿轮的失效将直接影响机械效能的发挥,造成严重的后果.根据现场经验,齿轮的失效原因主要有以下两个方面：
1）制造加工.在齿轮的制造加工过程中,如果没有严格的质量保证措施,或者制作工艺上有缺陷,也会造成齿轮制造质量达不到预定标准和技术要求.例如大齿轮在铸造中存在化学成分偏差、非金属夹杂物、气孔、砂眼等缺陷；忽视锻造比要求,降低了锻造齿轮的材质性能；齿面硬度由于热处理质量不过关而达不到设计技术要求.
2）安装使用.煤矿机械设备的安装质量不稳定,无法达到齿轮安装的技术要求.例如齿轮轴中心线的平行度、水平度、中心距、轮齿啮合间隙、接触面积以及轴承安装等安装问题都会引起齿轮的工作寿命.另外在使用过程中,润滑油脂达不到技术要求,或者漏油、缺油,以及不能定期清洗减速箱和齿轮,更换油脂,都会使齿轮超出其承载能力,缩短使用寿命.
3提高齿轮使用的措施
矿山机械正常工作中容易出现传动齿轮承载负荷超载的情况,造成齿轮失效,因此不利于煤炭安全生产.一般而言,可在设计、技术等方面对其改造,并应在实际生产中加强对传动齿轮的常规检查.
3.1煤矿机械齿轮的短圆柱滚子的应用
齿轮传动轮轴承采用短圆柱滚子或自润滑轴承是解决小直径齿轮轴承设计技术难点的有效途径.由于在煤矿生产过程中需要消耗大量的电力资源对机械设备进行科学控制,煤矿生产中的能耗大多集中在电机设备中,采取煤矿机械齿轮传动控制可以有效解决电机的高消耗低效益的问题,实现能源的高效利用.在这个过程中最重要的是应用先进的节能设备进行科学管理,在生产控制过程中,煤矿机械齿轮传动得到了广泛的应用.煤矿机械齿轮传动应用现代技术进行机械设计可以有效的提升工作效
率,减少能源消耗.
3.2煤矿机械齿轮的短圆柱滚子的结构
用轮内孔充当轴承滚子的外圈滚道,为保证多排圆柱滚子有良好的润滑,采用在轮齿根处钻几个直通排与排之间小孔和在挡环圆周上开设润滑油孔的方法.煤矿机械齿轮存在阻力较大、单位运输量较少,但是功率消耗大,牵引电机运输过程存在运输间断、生产消耗较大的问题,煤矿开采运输系统应延用煤矿机械齿轮以此减少电能消耗.为减少煤矿机械齿轮损耗,首先需要画出电气设计图以及继电器柜的布局,这样才可以安装调试,方便修改控制.但是使用煤矿机械齿轮,润滑油能顺畅地进入密集的圆柱滚子间.煤矿机械轮内圈与轴均充当了轴承滚道,这样就对轮和轴除要求有高的加工质量外,还要有很高的热处理硬度.
3.3煤矿机械齿轮的短圆柱滚子数量的确定
煤矿机械的短圆柱滚子的型号、直径和长度等参数可在轴承样本上选取.煤矿机械齿轮的短圆柱滚子数量选择模型要具有估计归纳的最小错误,并且重新设定模型在煤矿机械的设计中体现.煤矿机械齿轮的短圆柱滚子数量的典型选择中使用k等于10.虽然每次拥有的是数据1/k,但计算还是比较贵的相对于不运用交义验证,因此需要训练每一个模型k次.然而k等于10是通常的选择,在真正的问题研究中数据往往是缺乏的,有时我们会用一种极端的选择k等于m,目的是每一次尽可能的避免无数据状态.计算结果取整数部分舍去的小数部分在0.2左右,如不符合,可修正轴承孔内径.
3.4煤矿机械齿轮的自润滑轴承的应用
煤矿机械齿轮的滑动轴承有抗冲击、振动性好、定心精度高、径向尺寸较小等优点.滑动轴承主要的失效形式为磨损,防止失效的关键在于能否保证轴颈和轴瓦间形成一层边界油膜.煤矿机械齿轮的自润滑轴承可以任意改变功能性间隔而不用真正改变任何有意义的东西.当压强P较小时,即使P与Pv都在许用范围内,也可能因滑动速度v过大而加剧磨损.采用短圆柱滚子或自润滑轴承是解决小直径齿轮轴承设计技术难点的有效途径.机械齿轮直接影响机械设备的使用性能,承受外部载荷,仅有周向压缩应力把主轴受力传递给承力元件,机械内部没有支环,在大型矿井中,煤炭机械设备工作量大,保证安全生产,机械齿轮的工作构件、受力情况等均与所装配的工作元件有关.
4结语
传动齿轮在矿山机械中应用较广,研究分析其失效形式和故障原因可以明显提高机械工作效率并显著减小机械事故率,这与煤炭企业关于“安全、高产、高效”的生产理念是一致的,也是非常具有现实意义的.
【参考文献】
[1]张潇云,周新建.煤矿机械传动齿轮失效形式分析[J].润滑与密封,2009（23）.
[2]胡延平.煤矿机械传动齿轮失效形式分析及改进措施[J].江西煤炭科技,2010（3）.
[3]陈强.浅析煤矿机械中齿轮失效形式及对策[J].工艺与装备,2012（01）.
[责任编辑：刘帅]