電動輪自卸卡車輪邊減速器齒輪常見失效形式和預防措施

孫勇

摘要：在現代化大型煤礦中，電動輪自卸車已經成為重要的生產運輸工具，隨著生產運輸量的大大增加，電動輪自卸車輪邊減速器經常出現故障，尤其是齒輪的損壞，這就大大的增加了電動輪自卸車的維修幾率，從而影響了整個生產運輸過程的工作效率，為了減少此類故障的發生，本文從電動輪自卸車齒輪常見失效形式和產生失效的原因入手，總結維修和安裝使用過程中的經驗教訓，提出了齒輪常見失效形式的主要預防措施。

關鍵詞：礦用電動輪自卸車;齒輪常見失效形式;預防措施

前言

隨著采礦業的高度發展，礦用電動輪自卸車因其在大型礦山和煤礦生產中發揮的重大作用而被廣泛應用，已經成為了生產運輸的主力軍，隨著生產量的不斷加大，卡車輪邊減速器齒輪常出現各種損壞，為了減少因輪邊減速器齒輪損壞給生產帶來的巨大影響，就需要維修管理人員研究齒輪失效的原因，并且根據不同的失效形式找到解決的措施，從而減少經濟損失，改善生產效率。

1.齒輪常見失效形式及原因分析

根據筆者數年的觀察研究結合現場維修經驗發現，電動輪自卸車輪邊減速器齒輪失效的形式大致可以分為三大類，分別是齒面接觸疲勞損傷、輪齒折斷（斷齒）、齒面膠合和擦傷[1]。

1.1齒面接觸疲勞損傷

隨著電動輪自卸車輪邊減速器齒輪使用時間的加長，會出現齒面接觸疲勞損傷的情況，前期齒輪只是出現由于疲勞產生的裂紋，隨著時間的推移，在沒有有效的補救措施的情況下，齒輪裂紋會發生擴展和延伸，擴展的結果會造成齒輪的表面產生或大或小的金屬塊剝落，使齒輪的表面產生凹凸不平的坑點。在電動輪自卸車的運行使用中這種損傷是最常見的損傷模式，整個發展過程為初期點蝕到破壞性點蝕再到表面剝落到最后的表面壓碎。其產生的原因有很多，但是最主要原因有以下幾點：第一，齒輪間相嚙合的接觸面貼合效果不好，導致局部齒面的嚴重過載;第二，齒輪質量低劣，熱處理有缺陷;第三，安裝精度低，導致軸線歪斜;第四，潤滑不良。

1.2輪齒折斷

在電動輪自卸車輪邊減速器齒輪的運轉中，輪齒的折斷也是經常出現的問題，其破壞性很高而且發生幾率也相對較高。常見的折斷方式有疲勞折斷、過載折斷和隨機折斷。產生疲勞折斷的原因有很多，主要包括齒輪精度過低、設計載荷估計不足、齒根圓角半徑過小、齒根表面粗糙度過高、傳動系統中的動載、材料選用不當等;對于過載折斷來說，通常一次或者幾次的連續過載就會導致卡車輪邊減速器齒輪出現折斷的問題。過載折斷主要是齒輪突然承受沖擊載荷應力集中超載導致。隨機折斷屬于突發事件，材料的缺陷和運行過程中異物的擠入都會在一定程度上造成齒輪的隨機折斷[2]。

1.3齒面膠合和擦傷

相對于其他齒輪常見失效形式來說，齒面膠合和擦傷出現的幾率較小，通常是在潤滑條件不好的情況下導致齒面間的油膜破裂，油膜破裂后金屬間相互摩擦最終導致齒面膠合和擦傷狀況的出現。齒面膠合和擦傷通常發生在低速重載傳動和高速傳動情況下，低速重載傳動導致齒輪局部壓力很高，造成齒面油膜破裂。而高速傳動則是由于齒輪的高速運轉，造成齒面接觸點的溫度升高而導致油膜破裂[3]。

2.電動輪自卸車輪邊減速器齒輪失效的預防措施

電動輪自卸車輪邊減速器齒輪失效的預防措施有很多，筆者結合維修生產實際總結了行之有效的幾條，主要有安裝前的檢查、提高安裝精度、完善機械加工和提高熱處理工藝等。

2.1安裝前的檢查

在電動輪自卸車輪邊減速器齒輪的安裝過程中要注意對關鍵部件的檢查，重點檢查關鍵部件的尺寸精度和形狀位置精度，安裝前出現磨損和變形的情況一定要修復好以后才能進行安裝，避免因為其他部件的損傷造成對新齒輪的影響[4]。對于所有新換配件，尤其是各種齒輪和軸承，無論國產還是進口，必須逐一檢查，把好質量關，并做好跟蹤記錄，只有這樣才能從根本上減少齒輪失效的幾率。

2.2 提高安裝精度

保證齒輪平穩正常運行的前提是各個重要零件的精確安裝，這不僅對各個零件的質量提出了超高的要求，也對維修技術人員提出了較高的水準，保證軸承的精確安裝才能保證齒輪的精確安裝，軸承是齒輪工作質量的保證，在軸承的安裝過程中要保證良好的潤滑，嚴格按規定調整軸承的游隙，只有這樣才會延長齒輪的工作壽命。

2.3 完善機械加工

完美的機械加工是確保齒輪質量的關鍵，在加工過程中一定要嚴格按照圖紙的要求，確保輪齒的形狀、尺寸、齒根圓角、齒頂齒端倒角及倒棱等加工尺寸精度和形狀位置精度[5]。

2.4 提高熱處理工藝

為了提高齒輪的承載能力，齒輪一般都采用高強度合金鋼制造，經滲碳淬火和低溫回火而成。加強熱處理工藝的現場控制，盡可能使齒輪的表面硬度、齒輪表面金相組織以及滲碳層、心部硬度等重要檢測項目處于最佳組合狀態。不應有淬火裂紋等缺陷存在。對齒根進行噴丸強化，消除有害應力，提高齒輪的彎曲疲勞強度，在齒輪材料和熱處理水平兩個方面不斷提高，以滿足現場苛刻的使用要求。

3.結語

從上述分析，筆者得出以下結論，電動輪自卸車輪邊減速器齒輪常見失效形式大致可分為齒面接觸疲勞損傷、輪齒折斷、齒面膠合和擦傷，并總結了產生這些失效形式的主要原因。提出了電動輪自卸車輪邊減速器齒輪常見失效形式的預防措施，為今后煤炭企業減少生產運輸的經濟損失提高企業經濟效益和工作效率奠定了理論基礎，也為國內同行指出了下一步研究的方向。

參考文獻：

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[4]楊鐘勝，解云鵬，史一凡，等.GE788電動輪自卸車輪邊減速器NW行星輪系減速機構的綜合評述[J].汽車工藝與材料，2013，11（12）：232-236.

[5]武曉云，高亞輝，程日濤，等.簡談提高礦用重型自卸車電動輪行星齒輪壽命的有效途徑[J].能源研究與管理，2014，02（10）：195-197.