煤矿机械传动齿轮失效问题及对策分析

张建静

（1.太原理工大学，山西 太原 030024；2.同煤集团安全监管五人小组，山西 大同 037003）

引言

从客观现实来看，我国矿山机械事故的发生概率大，最根本的原因在于对齿轮机械的故障分析水平低。从另一方面来看，由于井下工程建设生产的环境十分恶劣，对工程生产会产生直接的影响，与此同时在生产的建设过程中，对人的身体也会产生直接伤害。在井下的生产中，机械的使用通常是在白天进行的，而工人也是以三班倒形式进行轮流工作，这些客观因素都会直接导致机械更容易出现故障，如果不能做到及时的维护，那么对日常工作将产生极其恶劣的影响。

1 传动齿轮失效的成因分析

现代井下运输基本上都依靠齿轮运输作为主要的运输基础支持。而齿轮的常见性问题成因则主要分为以下几点。

1）磨损。井下煤矿运输，主要由于地质条件的影响，其工作量十分大，这样就导致齿轮经常处于高负荷状态下工作。而这些都会加重工作的负担，导致在生产中产生较大影响。而齿轮磨损，则成为了最主要的损伤形式之一。在进行基层生产的过程中，通过层面的生产使用方法，也会加重齿轮的使用寿命。而在运输中，过长的皮带运输机制，也大大加重了工作负担。因此在井下运输中，齿轮的消耗是十分快的，而在建设过程中，齿轮的磨损，也会直接影响到生产的可持续性［1］。

2）表面金属疲劳。金属疲劳顾名思义是齿轮表面或内部出现的一种材料损伤情况，对于持续性的高效率生产，齿轮的金属内部构造会产生一定的拉伤，主要成因就是因为在生产的过程中，生产力超过了齿轮的额定荷载上线，从而导致内部出现裂纹，而生产过程中，这些裂纹就会导致齿轮的断裂，严重损害了井下生产传动系统的安全性。

3）塑性流动。塑性变形会导致严重的飞边现象产生，对周边的生产等也会产生影响。由于齿面失去了部分的作用效果，在使用中就会导致出现人字形的鱼尾状皱纹，并导致整体结构的滑动。

4）断裂问题。断裂意味齿轮都将失去使用作用。在生产中，齿轮发生断裂的原因有很多，断裂导致的问题则影响严重。其中最主要的断裂原因分别为疲劳损伤断裂、负荷断裂、磨损断裂以及淬炼断裂等。

出现以上问题的主要因素在于，制造加工的过程中没有严格按照相关质量标准进行浇筑制造。导致在生产后，齿轮中出现较大的缺陷，在使用中引起了一系列的严重影响。其次在安装的使用过程中，没有选择较大的使用标准，导致在生产的过程中，齿轮长时间处于超高负荷的生产之中。

2 提高矿用机械齿轮使用时间的主要措施

针对矿山机械的日常使用中，由于极易出现磨损问题，在日常的使用中，需要从以下几点进行注意，并在使用中进行及时维护，才能够确保安全生产。

1）应用短圆柱型的滚子，辅助齿轮进行传动运输，保证在齿轮的日常运行中，能够安全有效地进行生产，而在这一类的生产中，需要通过对技术上的科研改进，进而确保整体生产的有效性。在生产过程中，煤矿的机械齿轮其转动控制作用，对于缓解机械生产中的消耗，都有较高的减缓作用，这样对煤矿的日常生产都能够有效降低其生产的成本。在生产的过程中，通过对煤矿机械齿轮的有效控制，能够在现代技术的带动下，为工作提供有效的生产形势［2］。

2）利用短圆柱滚子的结构特点，在使用转轮进行外圈固定的过程中，不仅能够有效增强滚柱的结构稳定性，同时也能够更好地促进柱子的润滑良好性，而采取轮齿的钻孔排距，在运输的过程中，由于阻力的调控，也能够在一定的运输量上降低功率的损耗。这样不仅减少了对工程施工的施工要求，在电损耗上，也有效地减少了对齿轮的消耗。在减少齿轮损耗的过程中，采取有效的系统运输装置，能够在延续煤矿机械的运转中，提供更为有效的电能损耗减免效益，其减少的频率与安装调试过程中的使用情况呈现一定的正比例关系［3］。在使用的过程中，从煤矿机械的齿轮润滑油能否保证滚子顺畅性进行分析，内圈和轴距之间，其圆柱式滚子，能够更好地保证施工的质量标准。

3）煤矿运输机械的齿轮中短圆柱滚子的数量。在对煤矿机械的短圆柱滚子型号的确定过程中，针对运输的特点进行型号确定，其选择需要遵循以下几点。首先，煤矿机械的齿轮从短圆柱滚子的数量进行确定，归纳其中可能出现的诸多失误，并以此来完成整体机械的模型设计。在设计的过程中，分析煤矿机械的齿轮短圆柱滚子数量，以对其中的典型性进行确定。矿山机械的功率通常较高，所以在进行工作的运行过程中，其负荷也比较大，所以在进行型号的选择上，一般需要控制在k＝10的基础以上，其中k＝10是满足基本使用定律的根本［4］。为保证在生产张轴承的承重效应符合工作需求，需要对不符合的零部件进行取缔。

4）针对机械齿轮的润滑处理。不论在何种环境下使用大型机械，对齿轮的润滑都是保证机械正常运行的根本所在。而针对煤矿井下操作环境中的恶劣性，对齿轮的润滑更为重要，在进行齿轮的润滑过程中，从齿轮和轴承的抗震性、抗冲击性、精准性等多个方面进行考虑后，方可进行精密润滑，保证轴承的承受力，在日常的操作范围之内。井下作业过程中，由于大量的粉尘、潮湿空气，对金属元器件的损伤要远远高于地面［5］。与此同时，地下的电离平衡与地面不同，这都会直接影响到工作面的生产作业，而在生产作业的过程中，恶劣的环境也会加重这一生产的机械部件。所以及时有效的润滑工作，对机械零部件的使用寿命，以及井下生产都有不错的促进作用。大型矿井下，对机械工作量大的设备，应当保持其齿构件在生产工作中的结构稳定性，这样才能够确保生产工作的有序进行。

3 结语

在全面机械化生产发展趋势下的煤矿井下生产中，皮带运输机的使用是必然的结果。在皮带运输机的使用中，齿轮的使用是最为普遍的一种形式。滚筒形式，以及转轴和轴承结构都使用了大量的金属设备，这些设备在井下作业中，由于受到恶劣环境的影响，其使用寿命受到了极大的威胁，同时也给井下生产的安全进行，产生了极大影响。只有有效地减少此类机械的失效故障，才能够保证生产的有序进行，同时才能够确保井下工作人员的生命安全。

［1］赵雄.采煤机械传动齿轮失效问题研究［J］.科技创新导报，2009（29）：65.

［2］张玉玉.分析煤矿机械传动齿轮失效形式［J］.黑龙江科技信息，2015（23）：80－80.

［3］茆亮亮.矿山机械中传动齿轮失效形式、原因与改进研究［J］.科技视界，2014（20）：297－297；353.

［4］冯健，于明龙，樊志家，等.煤矿机械传动齿轮失效形式分析［J］.城市建设理论研究（电子版），2013（5）：26－27.

［5］王秀芹.煤矿机械用点线啮合齿轮传动设计及失效分析研究［D］.石家庄：河北科技大学，2013.