浅谈如何提高掘进机行星减速机的使用寿命

摘 要：本文介绍了在煤矿生产中如何提高行星减速机的使用寿命，降低生产成本，减轻重复维修的重担，提高生产效率，高效安全生产的问题。

关键词：行星减速机；使用寿命；齿轮；转速；润滑

随着行星传动技术的迅速发展，凭借行星减速机的体积小，重量轻，结构紧凑，承载能力大，传动效率高，运转平稳，抗冲击能力强，传动比大，可以实现运动的合成与分解等众多优势。行星减速机在各行各业中得到广泛应用。

尤其在煤矿安全生产中起着重要的作用，掘进机等多种大型设备都需要且频繁的用到行星减速机，因此关于改善承载能力，提高行星减速机使用寿命成了重要的讨论话题。行星传动中，往往较弱环节在齿轮的传递上，为提高减速机承载能力，故需要提高渐开线圆柱齿轮在重载下的使用性能，满足重载的需求。重载齿轮传动中，内外啮合齿轮副必须满足强度、使用寿命和啮合质量要求，普通的设计已不能达到使用要求。

根据实际提出以下几点建议，供参考学习。

1 增大齿轮模数、增大齿形角

减速机外径尺寸要保持不变，需要增大承载能力，可以采用合理增大齿轮模数，减低齿轮齿数来满足。大模数齿轮可以提高齿轮抗弯强度，抗弯强度是齿轮承载能力的重要指标。同时也可以增大啮合角a′，啮合角增大有利于增大综合曲率半径，减少赫兹应力，起到提高承载能力的作用。

2 变位系数的调整

为了提高齿轮的承载能力，必须分析齿轮传动的失效原因及破坏方式，找出主要矛盾，从而确定选择变位系数的基本原则。行星减速机一般采用硬齿面（HB<350）齿轮。对于硬齿面闭式齿轮传动，其主要危险是在循环应力的作用下齿根的疲劳裂纹逐渐扩展而造成齿根折断。但是，实际上也有许多硬齿面齿轮传动因齿面点蚀剥落而失去工作能力的。因而，对这种齿轮传动，应尽量增大传动的啮合角a（即尽量增大总变位系数），这样不仅可以提高接触强度，还能增大齿形系数值，提高齿根的弯曲强度。必要时还可以适当的分配变位系数，使啮合齿轮变位系数相等，即达到两齿轮的齿根弯曲强度大致相等。正确的选择变位系，可使齿轮承载能力提高20-30%。

3 齿轮精度与误差

齿面强度不仅与齿轮精度等级有关，而且与基节误差的绝对值有关。若齿轮具有最大基节误差，则加在轮齿上的滚动压力也最大，所引起的点蚀破坏也最严重。故需要严格控制。

4 增大齿圈许用接触应力

在行星减速机机传动中，往往内齿圈比外齿轮硬度要低，材料也不相同，加工热处理工艺上也有差距。行星减速机校核强度通常是校核太阳轮-行星轮的传动接触应力（满足传动接触应力小于太阳轮行星轮许用接触应力）；太阳轮-行星轮弯曲应力（满足弯曲应力小于许用弯曲应力）；行星轮-内齿轮传动接触应力（满足传动接触应力小于行星轮内齿圈许用弯曲应力）。齿圈许用接触应力通常是最先失效。故，要想增大承載能力，就要保证齿圈许用接触应力。

5 齿根喷丸强化

齿轮弯曲强度与齿根表面状况关系很大。特别是渗碳淬火齿轮的齿根部位表面存在脱碳层等缺陷，难以保证残余压应力，使齿根弯曲疲劳强度降低。此时采用齿根表面喷丸处理除掉缺陷层，可以保证齿根弯曲强度，提高疲劳强度。

6 增加齿宽

在传动外径要求不变时，适当增加内部齿轮宽度，可以有效的加大齿轮的承载能力，提高减速机的承载力矩。同时，可以减少恒定扭矩下的单位负荷。同时可以降低轮齿挠曲，减少噪声激励，起到降低传动噪声的作用。齿宽系数过大，可能会导致小齿轮刚性差，变形大，在齿宽上造成偏载，不能保证接触精度。通常圆柱齿轮齿宽系数为0.4～0.8。

参考文献

[1]机械设计基础

[2]行星齿轮传动设计

作者简介：杨龙伟（1988，12-），毕业于黑龙江科技大学，机械设计制造及其自动化专业，现任黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司峻德煤矿大修厂技术员。