采矿机械齿轮断齿原因及解决措施

许龙顺

（阳城阳泰集团西沟煤业有限公司， 山西 晋城 048106）

引言

机械齿轮作为煤炭开采过程中常用的零部件之一，常常处于低速以及重载的工作环境中，如果机械齿轮出现问题给煤炭开采工作造成很大的影响，严重时导致煤炭开采工作停滞，因此，针对齿轮断齿原因进行分析，并提出解决的措施对于齿轮的正常工作是十分重要。

1 机械齿轮断齿表现形式

煤炭企业在采矿的过程中，由于特殊的工作环境以及较大工作强度，机械齿轮出现问题的情况比较常见，常常会出现失效的现象，机械齿轮出现失效现象包括表面疲劳、齿面点蚀等现象，而这些现象中出现疲劳的程度比较严重，甚至机械齿轮会出现断齿，对正常生产带来较大的影响，甚至造成严重的经济损失，因此，需要我们对机械齿轮存在的问题进行分析研究。机械齿轮断齿绝大多数是发生在重载齿轮上，主要从根部出现断裂，机械齿轮断齿的现象主要分为疲劳性断齿、静力断齿以及偏载断齿这三种情况[1]。

一是疲劳性断齿主要是出现在机械齿轮的直齿轮上，出现断裂的地方主要是集中在沿齿轮生产方向的根部出现断裂，呈现出了下凹的现象。

二是静力断齿主要是由于机械齿轮在运行的过程中受到外来负载的力量，负载超出了机械齿轮所能够承受的作用，因此就会出现断裂的现象，这种情况主要是由于挖掘机在开采的过程中挖到了硬岩或者是其他情况下的外来负载力而使得机械齿轮所承载的压力不断增加，导致机械齿轮出现了损坏。

三是偏载断齿主要是由于机械齿轮在运行的过程中，轴承等相关的部件出现了变形，或者是安装误差，使机械齿轮运行载荷分布不均匀，容易出现偏载断齿。

2 断齿原因

2.1 疲劳断裂

齿轮断齿现象主要是由于机械齿轮在运行过程中受到了重复、循环的载荷作用，当齿根弯曲处的载荷超过齿轮所能承受的作用时，齿轮内部出现疲劳微裂纹。并且随着运行时间的延长裂纹会不断扩大，最终使机械齿轮产生疲劳性断裂[2]。

2.2 静力断齿

机械齿轮在运行的过程中出现静力断齿的现象，主要是由于在运行的过程中由于机械齿轮的齿面所受到的载荷较大而出现静力断齿的现象。例如挖掘机由于铲斗被阻挡而不能继续工作，使机械齿轮系统的转动惯量在短时间内集中在机械齿轮上，受到的载荷是正常情况的6～7倍，很容易使机械齿轮出现断裂。

2.3 偏载断裂

机械齿轮偏载断裂的现象主要由于机械齿轮在运行的过程中，将原本作用在整个机械齿轮齿面的负荷在一些因素的作用，集中在齿轮的局部，导致齿轮出现折断的现象，即出现了偏载断齿的现象。

3 解决措施

3.1 事先做好计算预测工作

事先做好齿轮负荷的计算预测工作，这主要是由于在煤炭采矿工作中，机械齿轮的负荷是随着机械的使用情况而不断发生变化，机械负荷系数受到各种因素影响，因此需要根据实际情况对机械齿轮工作的负荷提前做好预测工作。由于机械齿轮的弯曲强度可以进行增加，因此我们通过加大模数来增加机械齿轮的弯曲强度。并且在不影响齿轮转动稳定性和连续性的情况下，通过加大机械齿轮的模数来增加齿轮的弯曲强度，使得机械齿轮在工作的过程中减少断齿的出现[3]。

3.2 提升机械机壳和轴承的性能

在煤炭开采过程中机械机壳和轴承刚性的加强，能够有效防止齿轮在工作过程中发生偏载断齿现象。不仅如此，我们还需要在机械齿轮安装过程中注意机械齿轮安装的精度，精度系数不应该低于八级，机械齿轮的根部应该要有足够的过度圆角，齿轮的齿之间还要有足够的咬合间隙，大大降低偏载断齿发生的几率。

3.3 加强对齿轮的鼓形整理

机械齿轮出现故障时需要及时对齿轮进行修整，沿着齿轮方向进行鼓形修整，使齿轮的咬合接触面形成了两个曲面性的接触面，与齿轮的齿长趋于平衡，有效解决机械齿轮在实际工作中的负荷问题。在日常采矿的过程中还应该经常对机械齿轮进行维修和保养工作，尤其是在机械齿轮停止状态时需要定时定期做好日常维护工作。

4 结语

由于机械齿轮出现断齿的现象是由多方面的原因引起的，因此需要结合工作环境对各个方面的因素进行分析，定期对机械齿轮进行维护，积累预防齿轮断齿的经验，为采矿过程中机械齿轮的正常使用和保养提供借鉴。