譚明坤

【摘要】煤礦產業(yè)在我國處于重要地位，煤礦目前仍是我國的主要生活資源，因其安全性和高效性一直受到全國人民的關注。煤礦機械設備利用齒輪傳遞動力或機械運動，而在齒輪的使用過程中，會因為各種外界因素而導致齒輪失效，從而導致機械設備的停滯運轉。本篇論文就是針對齒輪在轉動過程中失效的各種原因，并提出相應改進的措施，從而提升煤礦機械設備的使用壽命，促進煤礦企業(yè)的發(fā)展。

【關鍵詞】齒輪失效；形式；原因；改進措施

隨著社會的不斷發(fā)展，資源的開發(fā)面臨著更為嚴峻的形勢，對煤礦機械設備的功能要求不斷增加，其所承擔的動力也不斷加強，因此機械設備內部傳輸動力的齒輪有著更為嚴格的要求，降低機械傳動輪齒失效的概率是需要研究的主要課題之一。

一、齒輪失效的形式及其原因

齒輪失效主要分為五種形式，主要是傳動過程中與其他材料相接處擠壓和外界環(huán)境的影響，為了延長齒輪的使用壽命，我們首先根據齒輪不同的失效形式進行淺要分析。

1.齒輪折斷

齒輪在使用過程中常常會出現(xiàn)齒輪折斷的現(xiàn)象，齒輪折斷直接導致齒輪失效的結果。這種現(xiàn)象經常在輪齒根部折斷，這是因為其承擔了自身難以承擔的動力或重物；也有可能因為過度的使用導致齒輪疲勞過度，從而造成輪齒的折斷。

2.齒面點蝕

齒面點蝕是導致齒輪失效的常見形式之一。齒面點蝕是因為齒輪長期過度的運轉，有沒有做到很好的護養(yǎng)和定前檢查，就會在輪齒表面出現(xiàn)一些細小的裂紋，這些裂紋嚴重影響齒輪的承受能力和使用壽命；再加上齒輪運轉過程中高壓油等因素的擠壓，輪齒上的細小裂紋會不斷擴大，甚至會造成微小顆粒的脫落，最終導致齒輪不能正常運轉，影響設備的正常運轉。齒面點蝕的現(xiàn)象，跟齒輪的硬度和使用頻率有很大的關聯(lián)，較軟材料制成的齒輪較之硬材料制成的齒輪更容易出現(xiàn)齒面點蝕現(xiàn)象。

3.齒面膠合

齒輪在傳輸動力或促使機械轉動的過程中由于物體之間的相互運動產生的摩擦會產生很高的熱量，尤其是在長期不停息的高速重載運轉的情況下，高溫很有可能將于齒輪接觸的金屬或其他材料與齒輪表面相融合，造成齒面膠合的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象會造成齒輪外形的缺失或變形，從而降低甚至缺失其傳遞功能。

4.齒面磨損

齒面磨損主要分為兩種情況，一種是齒輪在工作狀態(tài)下，齒輪與接觸零件之間的磨合造成的磨損；另一種是機械所處的環(huán)境造成，煤礦機械的工作環(huán)境本身就存在很多的固體顆粒，這些顆粒會造成齒輪的磨損，齒輪表面的的粗糙度也會影響齒面磨損的程度。

5.齒面塑性變形

齒輪的制作材料并不具備足夠的強度，在重載高速的擠壓下也會造成齒輪的變形。從動齒和主動齒之間動力的傳遞，彼此之間都存在力的作用，它們彼此相互擠壓，接觸的表面很容易造成凹凸不平的表面，這種變形程度足夠影響齒輪的正常工作。

三、齒輪的改進

設計者在設計齒輪之時，根據該齒輪在不同場合的運用來確定齒輪所選用的各種材料，更加有利于齒輪在該環(huán)境下工作。針對齒輪失效的五種常見的失效現(xiàn)象有特定的應對措施，主要是根據齒輪的工作環(huán)境決定齒輪的材料組成和外形結構的設計。例如為了降低齒輪折斷的可能性，則需要加強輪齒的抗彎曲強度；為了避免齒面點蝕，則需要提高齒面接觸疲勞強度；對于在高速重載環(huán)境下工作的齒輪應該將齒面抗膠合能力作為重點設計對象。

1.設計原則

齒輪失效直接影響煤礦機械的正常運轉，在煤礦機械中齒輪的大小有一定的規(guī)格，在不同的機械設備中一般都有一定的限制，因此設計之初，就是在齒輪大小基本保持不變的條件下加強抗接觸疲勞能力、抗彎曲能力和硬度等性能，以提高齒輪的質量和使用壽命。對于煤礦機械所需承擔的重量較大，根據強度、載荷、材料、外形、結構齒面粗糙度等多方面的因素，經過精密的計算和先進的技術促使齒輪達到煤礦工作的要求，從根本上提高齒輪的使用壽命。

2.正確操作

工人對于齒輪的正確安裝和使用是保證齒輪正常運轉的前提。煤礦工作需要承擔很大的負載，因此在齒輪安裝時和定期檢修時都要保證齒輪的承載強度達到煤礦工作的條件。齒輪不僅僅需要考慮到承載能力，還有表面光滑度、輪齒的硬度等多方面都需要達到相關的標準；主動輪和從動輪要合理的結合在一起，避免不必要的磨損，損耗齒輪的壽命；還有就是一定要定期對齒輪進行檢修，盡可能避免因齒輪帶來的故障導致機械停轉。

3.潤滑劑的使用

現(xiàn)今，煤礦施工現(xiàn)場中齒輪的運轉往往沒有使用潤滑劑的慣性或者不重視潤滑劑的功效。我們應該發(fā)揮潤滑劑的作用，而不是一知半解的不考慮環(huán)境、齒輪型號、機械型號等多種因素就使用一種潤滑劑，這種現(xiàn)狀不可能達到預期的效果，會縮短齒輪原有的使用壽命、加快磨損效率，從整體上拉低齒輪的功效，影響煤礦機械的工作效率。我們的工作人員應該根據科學理論和實際經驗總結出不同型號、季節(jié)、工作環(huán)境等使用不同的潤滑劑，并輸入相關的數據庫，便于維修時作為參考案例，從而延長齒輪的使用壽命。

4.提高整體的技術設備

齒輪質量的提升最終是為了提高煤礦的工作效率，從而提高生產效益，但是齒輪僅僅是需要提高的一部分，在整個煤礦企業(yè)當中，還需要將強機械設備的現(xiàn)今水平和提升管理水平。齒輪的質量也需要煤礦企業(yè)管理的監(jiān)管系統(tǒng)的把關，它需要對于煤礦相關機械、零件的嚴格監(jiān)控，保證硬件設備的質量問題；齒輪的作用是機械能的傳遞，直接作用于煤礦的相關機械，若是機械設備質量不過關或仍是老式的設備，盡管齒輪質量達到先進的水平，也只是雞肋，起不到任何作用。煤礦企業(yè)只有整體水平的提升，才能使各個組成部分相互促進，共同進步。

結束語

綜上所述，齒輪的失效主要有五種常見的形式，有的是齒輪本身的質量問題，也有機械問題，還有周遭環(huán)境的影響，除此之外也有管理水平問題等多方面主客觀的問題。煤礦一直是高危作業(yè)，被保險列為特殊行業(yè)，其安全性和可靠性都需要極度的加強，小到齒輪的質量問題，再到機械的先進性問題，大到企業(yè)管理問題都需要引起足夠的重視，甚至是國家的監(jiān)管等諸多方面，以保證煤礦企業(yè)的安全性和經濟性，從而推動煤礦企業(yè)的進步。

參考文獻

[1]胡延平.煤礦機械傳動齒輪失效形式分析及改進措施[J].江西煤炭科技，2010（3）

[2]焦釗.采煤機械傳動齒輪失效問題研究[J].科技創(chuàng)新與應用，2012（7）

[3]王帆，李楊等.對煤礦機械傳動齒輪失效的相關探討[J].西部資源，2012（2）

[4]李多光.機械傳動齒輪失效形勢研究[J].工會博覽：理論研究，2011（7）