采矿机行走齿轮断齿原因分析与改进措施研究
2018-02-28马林军
马林军
（河南中车重型装备有限公司，河南 三门峡 472300）
采矿机的行走部是其关键部件，行走部正常运行才能保证其工作效率。采矿机的行走部齿轮包括驱动轮、惰轮及行走轮。在各齿轮的配合工作下，采矿机才能在传输机上行走。然而在实际的矿产开采工作中，行走部齿轮的工作环境一般相当恶劣，而且行走部也十分容易出现过度损耗产生各种各样的故障，导致行走齿轮无法正常啮合工作，引起采矿机行走齿轮的非正常破坏。因此，我们需要根据相应的问题进行分析并提出解决策略。
1 采矿机行走部齿轮断齿的原因分析
1.1 采矿机的制造工艺没有达到设计要求
采矿机在工作中经常出现的是行走轮磨损现象，其原因很多是因为采矿机行走齿轮的制造工艺不合格，在设计、转配、制造的过程中出现问题，因而导致行走轮、销排、传动轮、导向滑靴之间的摩擦增大。齿轮间的啮合出现问题，造成了很多故障。例如：由于制造工艺粗糙，导致采矿机行走部轮轴或者齿轮的材料质量不佳，制造商没有采用符合规定要求的材料去制造采矿机的相关部件，反而因为廉价使用了不具有原本设计强度与刚度的材料，导致采矿机的行走部抗损耗性能明显下降，易被磨损、破坏、发生相关性的故障问题。采矿机导向滑靴或销排存在制造缺陷，会导致导向滑靴与齿轨、销排与齿轮间存在缝隙，导致它们无法正常啮合，因而出现导向滑靴、销排、齿轨、齿轮严重磨损的现象。
1.2 行走轮-销排的传动特性
采矿机行走轮与工作面输送机销排之间的啮合传动方式，结构简单、拆装方便，非常适用于低速、重载和粉尘多、润滑条件差的工作场合。
理论上，这种传动属于非共轭啮合，其传动比不恒定，特别在销排与销排连接处会有突变。行走轮转速恒定时，行走轮与销排单齿啮合传动过程对应的传动比变化情况基本如下：在给定啮合中心距和节距的条件下，行走轮轮齿由齿顶部位进入啮合时传动比的值较大，然后随啮合的进行趋于平稳，但在下一齿进入啮合时传动比又会发生较大的突变，见图1。为了实现输送机的水平和垂直弯曲，销排不是完全固定死在销排座上，相邻的两销排一个固定在圆形销孔上，另一个则安装在腰形销孔上，这样销排就有一定的活动量。
图1 销排传动的速度变化规律
在销排连接处，由于加工制造误差和底板起伏，可能导致销排座与销排间卡住，即浮动销排失去调节节距的作用。销排节距由标准节距147mm减小到137mm(当底板起伏时节距还要更小)，会产生行走轮卡死现象，弯曲应力瞬间加大，严重时就可能导致行走轮轮齿非正常断齿。
1.3 其他因素影响
在推移中部槽时，溜子推移弯曲度过大，往往也会损坏采矿机的行走机构及行走轮，这种情况在采矿机斜切进刀截割时较为突出。从材料及热处理方面讲，如果行走轮的材料成份中夹杂物超限或轮齿表面渗矿层的硬度在热处理时没有达到设计要求，也会降低行走轮的耐磨性能。若是行走轮的芯部硬度过高，会增加材料的脆性，导致行走轮轮齿非正常断裂。
2 采矿机行走部齿轮断齿的解决方法与改进策略
2.1 改进采矿机行走部齿轮的工艺制造手段
随着科技的发展，我国机械制造业发展有了很大的提高，研制出了很多具有新性能的材料，新工艺热处理制造的材料，具有很好的硬度与强度，抗压性能好，耐磨性强，非常适合用来制作采矿机行走部的齿轮与轮轴，以改善齿轮、轮轴的耐磨性抗压性与结构强度[2]。
2.2 改进导向滑靴与销排
平常的导向滑靴表面上有5mm、6mm的耐磨层，在采矿机的工作中，较软质地的耐磨涂层会提前磨损甚至脱落，并不能很好的起到保护作用，导致导向滑靴被磨损破坏。因此我们应对导向滑靴的表面耐磨层进行改善，采用更加耐磨的材料制作更厚的耐磨层，并在滑靴面焊接上耐磨板，以保证导向滑靴的正常运行，加长其使用寿命。
2.3 对采矿机行走部进行齿轮润滑
采矿机行走部的齿轮受到经常性的摩擦，因此需要采用润滑油进行润滑，这样能有效改善齿轮的工作环境，防止齿轮在摩擦、受压中产生形变或断齿的现象。即使润滑齿轮间的啮合部分，减少齿轮在啮合运作时受到的摩擦力，延长齿轮的寿命。
由于行走部齿轮的传动方法是开式传动，因此对于润滑方式也有特别的要求。针对于其传动特点，应采取滴油的润滑方法。将行走箱上部开出一个矩形块，油箱底部设计出凹槽，将油箱放置在驱动轮的上方，矩形块与凹槽固定，油箱下部开一个小孔，润滑油从油箱的小孔滴下到驱动轮上。由于驱动轮是与惰轮啮合，那么通过各齿轮的传动，润滑油就会被带到所有被啮合的齿轮面上。
3 结语
在现在矿产开采中，采矿机是及其重要的一种机械。对于采矿机行走部齿轮的设计、改善、维护都影响着其工作效率，而这些都是极其复杂的工作，一环扣一环，任何一个部分出现差错都会影响整体的运转。本文提出了一些观点，分析了采矿机齿轮断齿的原因与应对策略，但是，为了提高采矿的效率，我们需要进一步研究采矿机行走部齿轮与其他部件的改善措施，强化行走部的工作能力，防止出现齿轮断齿等故障问题。
