譚明坤

【摘要】煤礦產(chǎn)業(yè)在我國處于重要地位，煤礦目前仍是我國的主要生活資源，因其安全性和高效性一直受到全國人民的關(guān)注。煤礦機械設(shè)備利用齒輪傳遞動力或機械運動，而在齒輪的使用過程中，會因為各種外界因素而導(dǎo)致齒輪失效，從而導(dǎo)致機械設(shè)備的停滯運轉(zhuǎn)。本篇論文就是針對齒輪在轉(zhuǎn)動過程中失效的各種原因，并提出相應(yīng)改進(jìn)的措施，從而提升煤礦機械設(shè)備的使用壽命，促進(jìn)煤礦企業(yè)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】齒輪失效；形式；原因；改進(jìn)措施

隨著社會的不斷發(fā)展，資源的開發(fā)面臨著更為嚴(yán)峻的形勢，對煤礦機械設(shè)備的功能要求不斷增加，其所承擔(dān)的動力也不斷加強，因此機械設(shè)備內(nèi)部傳輸動力的齒輪有著更為嚴(yán)格的要求，降低機械傳動輪齒失效的概率是需要研究的主要課題之一。

一、齒輪失效的形式及其原因

齒輪失效主要分為五種形式，主要是傳動過程中與其他材料相接處擠壓和外界環(huán)境的影響，為了延長齒輪的使用壽命，我們首先根據(jù)齒輪不同的失效形式進(jìn)行淺要分析。

1.齒輪折斷

齒輪在使用過程中常常會出現(xiàn)齒輪折斷的現(xiàn)象，齒輪折斷直接導(dǎo)致齒輪失效的結(jié)果。這種現(xiàn)象經(jīng)常在輪齒根部折斷，這是因為其承擔(dān)了自身難以承擔(dān)的動力或重物；也有可能因為過度的使用導(dǎo)致齒輪疲勞過度，從而造成輪齒的折斷。

2.齒面點蝕

齒面點蝕是導(dǎo)致齒輪失效的常見形式之一。齒面點蝕是因為齒輪長期過度的運轉(zhuǎn)，有沒有做到很好的護養(yǎng)和定前檢查，就會在輪齒表面出現(xiàn)一些細(xì)小的裂紋，這些裂紋嚴(yán)重影響齒輪的承受能力和使用壽命；再加上齒輪運轉(zhuǎn)過程中高壓油等因素的擠壓，輪齒上的細(xì)小裂紋會不斷擴大，甚至?xí)斐晌⑿☆w粒的脫落，最終導(dǎo)致齒輪不能正常運轉(zhuǎn)，影響設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。齒面點蝕的現(xiàn)象，跟齒輪的硬度和使用頻率有很大的關(guān)聯(lián)，較軟材料制成的齒輪較之硬材料制成的齒輪更容易出現(xiàn)齒面點蝕現(xiàn)象。

3.齒面膠合

齒輪在傳輸動力或促使機械轉(zhuǎn)動的過程中由于物體之間的相互運動產(chǎn)生的摩擦?xí)a(chǎn)生很高的熱量，尤其是在長期不停息的高速重載運轉(zhuǎn)的情況下，高溫很有可能將于齒輪接觸的金屬或其他材料與齒輪表面相融合，造成齒面膠合的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象會造成齒輪外形的缺失或變形，從而降低甚至缺失其傳遞功能。

4.齒面磨損

齒面磨損主要分為兩種情況，一種是齒輪在工作狀態(tài)下，齒輪與接觸零件之間的磨合造成的磨損；另一種是機械所處的環(huán)境造成，煤礦機械的工作環(huán)境本身就存在很多的固體顆粒，這些顆粒會造成齒輪的磨損，齒輪表面的的粗糙度也會影響齒面磨損的程度。

5.齒面塑性變形

齒輪的制作材料并不具備足夠的強度，在重載高速的擠壓下也會造成齒輪的變形。從動齒和主動齒之間動力的傳遞，彼此之間都存在力的作用，它們彼此相互擠壓，接觸的表面很容易造成凹凸不平的表面，這種變形程度足夠影響齒輪的正常工作。

三、齒輪的改進(jìn)

設(shè)計者在設(shè)計齒輪之時，根據(jù)該齒輪在不同場合的運用來確定齒輪所選用的各種材料，更加有利于齒輪在該環(huán)境下工作。針對齒輪失效的五種常見的失效現(xiàn)象有特定的應(yīng)對措施，主要是根據(jù)齒輪的工作環(huán)境決定齒輪的材料組成和外形結(jié)構(gòu)的設(shè)計。例如為了降低齒輪折斷的可能性，則需要加強輪齒的抗彎曲強度；為了避免齒面點蝕，則需要提高齒面接觸疲勞強度；對于在高速重載環(huán)境下工作的齒輪應(yīng)該將齒面抗膠合能力作為重點設(shè)計對象。

1.設(shè)計原則

齒輪失效直接影響煤礦機械的正常運轉(zhuǎn)，在煤礦機械中齒輪的大小有一定的規(guī)格，在不同的機械設(shè)備中一般都有一定的限制，因此設(shè)計之初，就是在齒輪大小基本保持不變的條件下加強抗接觸疲勞能力、抗彎曲能力和硬度等性能，以提高齒輪的質(zhì)量和使用壽命。對于煤礦機械所需承擔(dān)的重量較大，根據(jù)強度、載荷、材料、外形、結(jié)構(gòu)齒面粗糙度等多方面的因素，經(jīng)過精密的計算和先進(jìn)的技術(shù)促使齒輪達(dá)到煤礦工作的要求，從根本上提高齒輪的使用壽命。

2.正確操作

工人對于齒輪的正確安裝和使用是保證齒輪正常運轉(zhuǎn)的前提。煤礦工作需要承擔(dān)很大的負(fù)載，因此在齒輪安裝時和定期檢修時都要保證齒輪的承載強度達(dá)到煤礦工作的條件。齒輪不僅僅需要考慮到承載能力，還有表面光滑度、輪齒的硬度等多方面都需要達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)；主動輪和從動輪要合理的結(jié)合在一起，避免不必要的磨損，損耗齒輪的壽命；還有就是一定要定期對齒輪進(jìn)行檢修，盡可能避免因齒輪帶來的故障導(dǎo)致機械停轉(zhuǎn)。

3.潤滑劑的使用

現(xiàn)今，煤礦施工現(xiàn)場中齒輪的運轉(zhuǎn)往往沒有使用潤滑劑的慣性或者不重視潤滑劑的功效。我們應(yīng)該發(fā)揮潤滑劑的作用，而不是一知半解的不考慮環(huán)境、齒輪型號、機械型號等多種因素就使用一種潤滑劑，這種現(xiàn)狀不可能達(dá)到預(yù)期的效果，會縮短齒輪原有的使用壽命、加快磨損效率，從整體上拉低齒輪的功效，影響煤礦機械的工作效率。我們的工作人員應(yīng)該根據(jù)科學(xué)理論和實際經(jīng)驗總結(jié)出不同型號、季節(jié)、工作環(huán)境等使用不同的潤滑劑，并輸入相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，便于維修時作為參考案例，從而延長齒輪的使用壽命。

4.提高整體的技術(shù)設(shè)備

齒輪質(zhì)量的提升最終是為了提高煤礦的工作效率，從而提高生產(chǎn)效益，但是齒輪僅僅是需要提高的一部分，在整個煤礦企業(yè)當(dāng)中，還需要將強機械設(shè)備的現(xiàn)今水平和提升管理水平。齒輪的質(zhì)量也需要煤礦企業(yè)管理的監(jiān)管系統(tǒng)的把關(guān)，它需要對于煤礦相關(guān)機械、零件的嚴(yán)格監(jiān)控，保證硬件設(shè)備的質(zhì)量問題；齒輪的作用是機械能的傳遞，直接作用于煤礦的相關(guān)機械，若是機械設(shè)備質(zhì)量不過關(guān)或仍是老式的設(shè)備，盡管齒輪質(zhì)量達(dá)到先進(jìn)的水平，也只是雞肋，起不到任何作用。煤礦企業(yè)只有整體水平的提升，才能使各個組成部分相互促進(jìn)，共同進(jìn)步。

結(jié)束語

綜上所述，齒輪的失效主要有五種常見的形式，有的是齒輪本身的質(zhì)量問題，也有機械問題，還有周遭環(huán)境的影響，除此之外也有管理水平問題等多方面主客觀的問題。煤礦一直是高危作業(yè)，被保險列為特殊行業(yè)，其安全性和可靠性都需要極度的加強，小到齒輪的質(zhì)量問題，再到機械的先進(jìn)性問題，大到企業(yè)管理問題都需要引起足夠的重視，甚至是國家的監(jiān)管等諸多方面，以保證煤礦企業(yè)的安全性和經(jīng)濟性，從而推動煤礦企業(yè)的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1]胡延平.煤礦機械傳動齒輪失效形式分析及改進(jìn)措施[J].江西煤炭科技，2010（3）

[2]焦釗.采煤機械傳動齒輪失效問題研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（7）

[3]王帆，李楊等.對煤礦機械傳動齒輪失效的相關(guān)探討[J].西部資源，2012（2）

[4]李多光.機械傳動齒輪失效形勢研究[J].工會博覽：理論研究，2011（7）