岳偉利　王勝利

摘 要 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的迅猛發(fā)展，對(duì)煤炭資源的需求與日俱增。煤礦企業(yè)為了能夠獲取更多的經(jīng)濟(jì)收益紛紛擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，在一定程度上提高了煤炭資源的產(chǎn)量，促進(jìn)了社會(huì)的進(jìn)步。然而由于產(chǎn)量的激增導(dǎo)致煤炭在開采過程中機(jī)械重負(fù)荷齒輪使用壽命出現(xiàn)了較為明顯的縮短，從而造成煤礦企業(yè)的生產(chǎn)成本支出較高，不利于企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。因此對(duì)機(jī)械重負(fù)荷齒輪材料的研究在當(dāng)下具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞 煤礦；機(jī)械重負(fù)荷齒輪；材料；煤炭開采；使用壽命；現(xiàn)實(shí)意義

中圖分類號(hào)：TH132 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）14-0056-01

煤礦挖掘機(jī)械設(shè)備的重負(fù)荷齒輪材料一直是困擾相關(guān)行業(yè)的重要因素，每年煤炭開采企業(yè)因?yàn)樨?fù)重輪低壽命以及超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)引起的經(jīng)濟(jì)損失數(shù)額較高并且呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)外對(duì)相關(guān)材料的研究已經(jīng)廣泛展開，取得了比較矚目的成就。因此本文針對(duì)重負(fù)荷齒輪材料的研究，以尋找提高齒輪壽命的新型材料，能夠在很大程度上促進(jìn)煤礦企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，具有重要的促進(jìn)作用。

1 目前我國(guó)煤礦機(jī)械重負(fù)荷齒輪應(yīng)用現(xiàn)狀分析

1.1 齒輪制造工藝比較落后

由于機(jī)械重負(fù)荷齒輪雖然尺寸較小，但是其所需要的加工工藝水平要求較高，而我國(guó)在此方面的研究相較于發(fā)達(dá)國(guó)家存在著較大的差距，造成齒輪制造工藝相對(duì)比較落后，無法滿足實(shí)際的煤炭開采需求[1]。大型的煤炭開采企業(yè)為了保證生產(chǎn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)常采取進(jìn)口的方式通過使用發(fā)達(dá)國(guó)家制造的齒輪來促進(jìn)開采進(jìn)度符合預(yù)期目標(biāo)；中小型煤礦開采企業(yè)由于不具有充足的資金，只能應(yīng)用目前我國(guó)自產(chǎn)的齒輪，通過準(zhǔn)備較多備件來進(jìn)行替換的方式滿足煤炭開采需求。不管在哪一方面都對(duì)企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了較為嚴(yán)重的影響，導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)成本飆升，為了轉(zhuǎn)嫁成本因素，煤礦企業(yè)紛紛提高了煤炭的銷售價(jià)格，繼而影響了整個(gè)社會(huì)的穩(wěn)定有序促發(fā)展[2]。

1.2 齒輪制造材料相應(yīng)比較缺乏

由于重負(fù)荷齒輪負(fù)荷程度較高，造成了相應(yīng)的強(qiáng)度韌性需求較高，目前國(guó)外紛紛采用17CrNiMo6鋼作為重負(fù)荷齒輪的制造材料，在很大程度上提高了重負(fù)荷齒輪的使用壽命，對(duì)煤炭開采工作具有重要的促進(jìn)作用。然而由于我國(guó)在17CrNiMo6鋼的制造工藝還不過關(guān)，造成了只能采取進(jìn)口的方式來進(jìn)行生產(chǎn)，傳統(tǒng)的齒輪制造材料如30CrMnTiA鋼以及12CrNi3A鋼在具體的韌性、強(qiáng)度、彎曲疲勞壽命等指標(biāo)上已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代煤炭資源開采工作，逐步被淘汰出了大型設(shè)備制造材料行列中。因此我國(guó)在重負(fù)荷齒輪的制造材料上面臨著研究的現(xiàn)實(shí)形勢(shì)，必須尋找出一種能夠滿足實(shí)際開采工作需求，價(jià)格相對(duì)17CrNiMo6鋼要便宜的制造材料，來實(shí)現(xiàn)負(fù)重齒輪的國(guó)產(chǎn)化，降低煤炭企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高機(jī)械設(shè)備的使用價(jià)值，為煤炭開采企業(yè)的快速發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)[3]。

2 18Cr2Ni4WA鋼的研究應(yīng)用

2.1 國(guó)產(chǎn)重負(fù)荷齒輪制造材料的對(duì)比分析

隨著我國(guó)制造技術(shù)及工藝的不斷發(fā)展，在將國(guó)外先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)及材料工藝引進(jìn)基礎(chǔ)上我國(guó)開發(fā)了一種全新的含鎳高合金滲碳鋼-18Cr2Ni4WA鋼，在很大程度上提高了重負(fù)荷齒輪的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，滿足了實(shí)際的工作需求。通過對(duì)18Cr2Ni4WA鋼、30CrMnTiA鋼以及12CrNi3A鋼的對(duì)比情況來確定國(guó)產(chǎn)鋼的實(shí)際應(yīng)用研究所取得的成果。

在所有指標(biāo)中30CrMnTiA鋼的指標(biāo)是最低的，因此其也是最早從我國(guó)重負(fù)荷齒輪制造材料中所淘汰的材料。12CrNi3A鋼在斷裂韌性以及沖擊韌性要好于18Cr2Ni4WA鋼，但是其彎曲疲勞壽命嚴(yán)重低于18Cr2Ni4WA鋼，隨著煤炭資源的開采強(qiáng)度越來越高，采用12CrNi3A鋼所制造的重負(fù)荷齒輪在高強(qiáng)度工作條件下容易發(fā)生齒輪斷裂的現(xiàn)象進(jìn)而造成生產(chǎn)安全事故，對(duì)煤炭開采企業(yè)的影響較大，因此高強(qiáng)度工作條件下18Cr2Ni4WA鋼的應(yīng)用越來越廣泛，其所具有的使用價(jià)值也在不斷提高[4]。

2.2 國(guó)內(nèi)外重負(fù)荷齒輪制造材料的對(duì)比情況分析

目前我國(guó)主要采用的重負(fù)荷在齒輪制造材料為17CrNiMo6鋼，是由德國(guó)蒂森公司生產(chǎn)研發(fā)的，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，市場(chǎng)價(jià)值較高，在我國(guó)自主開發(fā)出了高強(qiáng)度以及高韌性的18Cr2Ni4WA鋼后，采用國(guó)產(chǎn)材料替換進(jìn)口材料已經(jīng)成為了一種可能。國(guó)內(nèi)外兩種制造材料指標(biāo)對(duì)比情況詳見表1。

通過表1的對(duì)比情況可以明顯看出，國(guó)產(chǎn)的18Cr2Ni4WA鋼在靜強(qiáng)度以及彎曲疲勞壽命上已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了德國(guó)的17CrNiMo6鋼，處于世界領(lǐng)先水平，已經(jīng)能夠滿足我國(guó)目前實(shí)際的煤炭資源開采強(qiáng)度，完全具備替換進(jìn)口制造材料的可行性[5]。

3 具體應(yīng)用分析

18Cr2Ni4WA鋼是我國(guó)目前機(jī)械制造工藝的結(jié)晶，其成果已經(jīng)處于世界先進(jìn)行列，在我國(guó)的煤炭資源開采過程中已經(jīng)完全能夠滿足實(shí)際的工作需求，因此其替換進(jìn)口17CrNiMo6鋼已經(jīng)成為了我國(guó)煤炭開采機(jī)械重負(fù)荷齒輪材料發(fā)展的必然趨勢(shì)。在大型的機(jī)械設(shè)備上進(jìn)行替換不僅可以有效的降低煤炭企業(yè)的生產(chǎn)成本，同時(shí)在很大程度上提高生產(chǎn)效率，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益的進(jìn)一步提升，具有較好的應(yīng)用推廣使用價(jià)值。同時(shí)大型設(shè)備也是目前我國(guó)大型煤炭生產(chǎn)企業(yè)所必須要用的機(jī)械設(shè)備，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵部件的國(guó)產(chǎn)化，不僅能夠從整體上帶動(dòng)行業(yè)的發(fā)展，也能促進(jìn)相應(yīng)研究的進(jìn)一步深化[6]。

同時(shí)在中小型煤炭挖掘設(shè)備使用上，由于不需要高強(qiáng)度的進(jìn)行工作，可以采用斷裂韌性以及沖擊韌性指標(biāo)較好的12CrNi3A鋼，相對(duì)于18Cr2Ni4WA鋼，前者具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，能夠較好的滿足中小型煤炭開采企業(yè)的發(fā)展需求，目前我國(guó)正在進(jìn)行相關(guān)方面的替換工作，相信隨著工作逐步接近尾聲，煤炭企業(yè)的開采效率以及經(jīng)濟(jì)收益將會(huì)得到進(jìn)一步的提升，對(duì)促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

4 總結(jié)

綜上所述，煤炭重負(fù)荷齒輪的制造材料不僅是一國(guó)機(jī)械制造水平的體現(xiàn)，也是煤炭開采企業(yè)發(fā)展的重要因素，對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益和競(jìng)爭(zhēng)能力是一種有效的提升手段。通過將我國(guó)國(guó)產(chǎn)制造材料與進(jìn)口材料進(jìn)行對(duì)比，可以將目前使用的進(jìn)口材料進(jìn)行充分替換，以提高煤炭資源的開采效率，滿足社會(huì)生產(chǎn)生活對(duì)煤炭資源量的需求，推動(dòng)社會(huì)的向前發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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