煤矿机械磨损分析

煤矿机械磨损分析

石燕春

（平煤股份安全技术培训中心河南平顶山467013）

摘要：在煤矿安全生产中，煤矿机械故障不仅影响着工程的进度，降低生产效率，也影响着施工人员的生命安全，而传动齿轮的失效问题是煤矿机械最为常见的问题，所以加强对传动齿轮失效问题的研究具有重要的意义.因此就需要积极地探讨煤矿机械的磨损原因，并且从机械零部件的选材、制造工艺等方面进行探究，以便于能够达到降低机械磨损，减少生产成本，提高煤矿机械的生产效率，降低事故的发生率，加大煤矿安全生产。

关键词：煤矿机械；机械磨损；失效形式；原因与措施。

引言：煤炭开采作业大多数都是在地下进行，机械设备处在粉尘和超负荷作用下，导致传动齿轮出现问题，使机械设备处在风险当中，机械设备中的齿轮就会出现失效现象，对机械设备的正常运行造成了严重的影响。因此，针对煤矿机械设备齿轮的失效原因提出解决对策是非常需要的。

1煤矿机械磨损的原因分析

井下的环境比较复杂恶劣，所以传动齿轮要适应井下复杂的结构情况，因此传动结构也复杂一些。由于煤矿是重型产业，要求传动齿轮具有比较高的承载能力和性能，矿井一般空间不是很大，所以传动齿轮还要满足体积小，抗冲击能力强等特点，传动要求高效率，尽量减少过程中能量的损失。

2传动齿轮失效的表现形式

1）传动齿轮磨损失效

磨损的程度分为很多种，一般分为：正常的磨损、中度磨损、破坏性磨损、磨料性磨损以及腐蚀性磨损等。一般性的磨损不会对齿轮的传动造成重大的影响，比如正常的磨损，这是齿轮传动过程中必然存在的，在齿轮的使用寿命中，不会造成齿轮失效，这个磨损是经过时间慢慢磨损的，不影响齿轮的正常转动；对于中度磨损，这个要比正常的磨损速度快一点，在齿轮传动工作的过程中，可能会发出噪音，由于磨损的程度比较大，损失机械能，会降低齿轮工作的效率；破坏性磨损，这个磨损的程度就很大了，齿轮表面会形成严重的损伤，严重影响传动齿轮工作的效率，破坏了齿轮的结构，大大缩短齿轮的使用寿命；磨料性磨损是指在齿轮中间进入了一些颗粒，增大了齿轮间的摩擦系数，摩擦力增大，加速了齿轮的磨损，可能会出现齿轮停止转动的现象；腐蚀性磨损就是在齿轮转动的过程中与周围的化学物质发生的反应，发生了齿轮表面的腐蚀，严重影响齿轮的工作效率。

2）传动齿轮疲劳失效

在加工过程中，齿轮的表面肯定存在初始裂纹，加之传动齿轮工作的过程中应力的反复作用下，造成材料的疲劳，当作用的应力超出了材料的疲劳极限时，裂纹就会延伸扩张，加速齿轮的损坏，出现齿轮失效。

3）传动齿轮胶合失效

齿轮的转动需要润滑油的帮助，在强重力作用下，齿轮间的润滑油不能及时的补充，造成两个齿轮接触面的油膜挤破，两个金属齿轮直接接触在一起，在高速运转的情况下，温度上升，可能造成齿轮的胶合，出现失效。

4）传动齿轮断裂失效

齿轮的断裂意味着彻底不能工作，断裂分为疲劳断裂，高负荷断裂以及淬性断裂等。疲劳断裂就是齿轮在弯曲应力的反复作用下，出现裂痕，当应力超出了齿轮的疲劳极限时，裂痕继续扩张，导致断裂；高负荷断裂是指在高强度的作业状态下，负荷已经超出了齿轮的额定负荷导致的破坏性断裂，或者由于腐蚀使得齿轮部分点出现点蚀，导致断裂等；淬性断裂是指传动齿轮经过热处理时产生了过大的内应力，产生裂纹，外界的压应力与弯曲应力的作用下，产生疲劳，当超过它的疲劳极限时就会促使裂纹延伸，导致淬性断裂，这种断裂的特点就是初始断裂的部位颜色会有点深，这是氧化的结果。

3避免传动齿轮失效的有效措施

根据上述传动齿轮出现失效的形式和失效的原因，制定出防止传动齿轮失效的有效措施，避免失效问题的出现。

1）优化机械齿轮的设计方式

煤矿企业在生产过程中，机械齿轮会经常出现失效现象，在不增加齿轮尺寸的条件下，有效地增强齿轮的强度，已经成为当前研究的一个重点问题。在这个过程中，需要对机械齿轮的设计方式进行优化，进而有效地提高齿轮的承载能力。在优化设计的过程中，需要对机械齿轮的载荷进行准确计算，并将齿轮的强度计算公式进行改善，保证齿轮的强度达到最高程度。在齿轮加工过程中还应保证机械齿轮表面的光滑度，并对齿轮的润滑参数进行有效设置，这样就提高了机械齿轮的标准化，也避免了机械齿轮由于受到周围因素的影响而失效，有效地提高机械齿轮的强度和质量。

2）选择适合的机械齿轮材料

为了避免对机械设备的齿轮造成磨损而增强齿轮失效的风险，需要合理选择齿轮的材料。选择材料时，需要充分考虑齿轮材料的强度和韧性，并对材料的工艺性加以考虑。在齿轮优化设计工作中，应该针对相应的参数进行设计，以增强齿轮的实用性。在这个过程中，齿轮设计需要有较强的针对性，选择强度较高的材料，并采取规范的方法进行计算，以便能够更好地提高机械齿轮强度。

3）改进机械齿轮加工工艺

煤矿机械设备的齿轮在加工方面存在缺陷，很多机械齿轮在制造过程中，质量达不到标准，这就对机械设备的正常运行造成了影响。所以，为了有效应对机械齿轮的失效问题，需要对齿轮的加工工艺进行改进，进而提高齿轮的加工质量。在齿轮加工过程中，需要对齿轮的寿命和承受能力进行合理考虑，应重视加工工艺的冷热交换，并对齿轮的加工精度进行有效检验。

4）改进齿轮的安装与使用

齿轮的安装看起来很简单，其实有比较高的要求，对于传动齿轮的平衡度、垂直度都是有要求的，而且这个标准还很严格，稍微有一点偏差就会影响整体的性能，所以，在安装阶段应该有专业人士来进行指导，运用专业的工具辅助安装，最大限度的减少齿轮间的摩擦，降低损耗，提高工作效率，延长使用寿命。

在传动齿轮的使用过程中，应尽量不要超过传动齿轮的额定负荷量，润滑油也要及时补充，保证传动齿轮是在润滑油的辅助下工作，此外，润滑油不能掺入杂质，保持纯净，杂质进入齿轮间会增大摩擦系数，影响齿轮的正常工作。设备的使用过程中应该定期维护保养，并检查传动齿轮，及时发现问题并处理问题，对于可能发生的问题做到及早预防，防患于未然，防止出现传动齿轮的失效问题。

4结语

传动齿轮在煤矿机械中发挥着重要的作用，保证传动齿轮的正常工作是保证煤矿机械正常工作的重要前提，传动齿轮失效是齿轮常见的问题，我们必须对其进行研究，找到避免失效的有效措施，每个阶段严格把关，将失效概率降到最低，提高生产效率。

参考文献：

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