電動(dòng)輪自卸卡車輪邊減速器齒輪常見失效形式和預(yù)防措施

孫勇

摘要：在現(xiàn)代化大型煤礦中，電動(dòng)輪自卸車已經(jīng)成為重要的生產(chǎn)運(yùn)輸工具，隨著生產(chǎn)運(yùn)輸量的大大增加，電動(dòng)輪自卸車輪邊減速器經(jīng)常出現(xiàn)故障，尤其是齒輪的損壞，這就大大的增加了電動(dòng)輪自卸車的維修幾率，從而影響了整個(gè)生產(chǎn)運(yùn)輸過程的工作效率，為了減少此類故障的發(fā)生，本文從電動(dòng)輪自卸車齒輪常見失效形式和產(chǎn)生失效的原因入手，總結(jié)維修和安裝使用過程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出了齒輪常見失效形式的主要預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：礦用電動(dòng)輪自卸車;齒輪常見失效形式;預(yù)防措施

前言

隨著采礦業(yè)的高度發(fā)展，礦用電動(dòng)輪自卸車因其在大型礦山和煤礦生產(chǎn)中發(fā)揮的重大作用而被廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為了生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)闹髁姡S著生產(chǎn)量的不斷加大，卡車輪邊減速器齒輪常出現(xiàn)各種損壞，為了減少因輪邊減速器齒輪損壞給生產(chǎn)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(jù)不同的失效形式找到解決的措施，從而減少經(jīng)濟(jì)損失，改善生產(chǎn)效率。

1.齒輪常見失效形式及原因分析

根據(jù)筆者數(shù)年的觀察研究結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)維修經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)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(dòng)輪自卸車輪邊減速器齒輪使用時(shí)間的加長(zhǎng)，會(huì)出現(xiàn)齒面接觸疲勞損傷的情況，前期齒輪只是出現(xiàn)由于疲勞產(chǎn)生的裂紋，隨著時(shí)間的推移，在沒有有效的補(bǔ)救措施的情況下，齒輪裂紋會(huì)發(fā)生擴(kuò)展和延伸，擴(kuò)展的結(jié)果會(huì)造成齒輪的表面產(chǎn)生或大或小的金屬塊剝落，使齒輪的表面產(chǎn)生凹凸不平的坑點(diǎn)。在電動(dòng)輪自卸車的運(yùn)行使用中這種損傷是最常見的損傷模式，整個(gè)發(fā)展過程為初期點(diǎn)蝕到破壞性點(diǎn)蝕再到表面剝落到最后的表面壓碎。其產(chǎn)生的原因有很多，但是最主要原因有以下幾點(diǎn)：第一，齒輪間相嚙合的接觸面貼合效果不好，導(dǎo)致局部齒面的嚴(yán)重過載;第二，齒輪質(zhì)量低劣，熱處理有缺陷;第三，安裝精度低，導(dǎo)致軸線歪斜;第四，潤(rùn)滑不良。

1.2輪齒折斷

在電動(dòng)輪自卸車輪邊減速器齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)中，輪齒的折斷也是經(jīng)常出現(xiàn)的問題，其破壞性很高而且發(fā)生幾率也相對(duì)較高。常見的折斷方式有疲勞折斷、過載折斷和隨機(jī)折斷。產(chǎn)生疲勞折斷的原因有很多，主要包括齒輪精度過低、設(shè)計(jì)載荷估計(jì)不足、齒根圓角半徑過小、齒根表面粗糙度過高、傳動(dòng)系統(tǒng)中的動(dòng)載、材料選用不當(dāng)?shù)?對(duì)于過載折斷來說，通常一次或者幾次的連續(xù)過載就會(huì)導(dǎo)致卡車輪邊減速器齒輪出現(xiàn)折斷的問題。過載折斷主要是齒輪突然承受沖擊載荷應(yīng)力集中超載導(dǎo)致。隨機(jī)折斷屬于突發(fā)事件，材料的缺陷和運(yùn)行過程中異物的擠入都會(huì)在一定程度上造成齒輪的隨機(jī)折斷[2]。

1.3齒面膠合和擦傷

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

2.電動(dòng)輪自卸車輪邊減速器齒輪失效的預(yù)防措施

電動(dòng)輪自卸車輪邊減速器齒輪失效的預(yù)防措施有很多，筆者結(jié)合維修生產(chǎn)實(shí)際總結(jié)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(jī)械加工和提高熱處理工藝等。

2.1安裝前的檢查

在電動(dòng)輪自卸車輪邊減速器齒輪的安裝過程中要注意對(duì)關(guān)鍵部件的檢查，重點(diǎn)檢查關(guān)鍵部件的尺寸精度和形狀位置精度，安裝前出現(xiàn)磨損和變形的情況一定要修復(fù)好以后才能進(jìn)行安裝，避免因?yàn)槠渌考膿p傷造成對(duì)新齒輪的影響[4]。對(duì)于所有新?lián)Q配件，尤其是各種齒輪和軸承，無論國產(chǎn)還是進(jìn)口，必須逐一檢查，把好質(zhì)量關(guān)，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(wěn)正常運(yùn)行的前提是各個(gè)重要零件的精確安裝，這不僅對(duì)各個(gè)零件的質(zhì)量提出了超高的要求，也對(duì)維修技術(shù)人員提出了較高的水準(zhǔn)，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(zhì)量的保證，在軸承的安裝過程中要保證良好的潤(rùn)滑，嚴(yán)格按規(guī)定調(diào)整軸承的游隙，只有這樣才會(huì)延長(zhǎng)齒輪的工作壽命。

2.3 完善機(jī)械加工

完美的機(jī)械加工是確保齒輪質(zhì)量的關(guān)鍵，在加工過程中一定要嚴(yán)格按照?qǐng)D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(qiáng)度合金鋼制造，經(jīng)滲碳淬火和低溫回火而成。加強(qiáng)熱處理工藝的現(xiàn)場(chǎng)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(cè)項(xiàng)目處于最佳組合狀態(tài)。不應(yīng)有淬火裂紋等缺陷存在。對(duì)齒根進(jìn)行噴丸強(qiáng)化，消除有害應(yīng)力，提高齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度，在齒輪材料和熱處理水平兩個(gè)方面不斷提高，以滿足現(xiàn)場(chǎng)苛刻的使用要求。

3.結(jié)語

從上述分析，筆者得出以下結(jié)論，電動(dòng)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(jié)了產(chǎn)生這些失效形式的主要原因。提出了電動(dòng)輪自卸車輪邊減速器齒輪常見失效形式的預(yù)防措施，為今后煤炭企業(yè)減少生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)損失提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和工作效率奠定了理論基礎(chǔ)，也為國內(nèi)同行指出了下一步研究的方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊鐘勝，韓小勇，尼凌飛，等.電動(dòng)輪自卸車輪邊減速器齒輪常見失效形式和預(yù)防措施[J].汽車工藝與材料，2012，01（15）：149-155.

[2]劉守法，連瑩，夏曉旭，等.154噸電動(dòng)輪自卸車輪邊減速器的設(shè)計(jì)與分析[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2011，02（15）：316-317.

[3]吳小君，王景敏，闕晉園，等.一種帶濕式制動(dòng)功能的電動(dòng)叉車輪邊減速器設(shè)計(jì)與分析[J].合肥工業(yè)大學(xué)（社會(huì)科學(xué)學(xué)報(bào)），2013，11（13）：152-156.

[4]楊鐘勝，解云鵬，史一凡，等.GE788電動(dòng)輪自卸車輪邊減速器NW行星輪系減速機(jī)構(gòu)的綜合評(píng)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(jiǎn)談提高礦用重型自卸車電動(dòng)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.