研究采煤機(jī)行走輪齒的斷齒原因與改進(jìn)措施

史增榮

摘要：采煤機(jī)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，行走齒輪是其中非常重要的零部件之一。在采煤機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，要想保證整個(gè)運(yùn)行過(guò)程的穩(wěn)定性和合理性，就必須要保證行走齒輪的輪齒具有完整性特征。因此，本文針對(duì)采煤機(jī)行走輪齒出現(xiàn)斷齒的原因進(jìn)行分析，并且結(jié)合實(shí)際情況，提出有針對(duì)性的改進(jìn)措施，為采煤機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性提供有效保障。

關(guān)鍵詞：采煤機(jī);行走輪齒;斷齒原因;改進(jìn)措施

在井下煤炭的開(kāi)采過(guò)程中，采煤機(jī)的作用尤為重要，因此，對(duì)井下作業(yè)而言，其可靠性與安全性影響極其深遠(yuǎn)。對(duì)于采煤機(jī)而言，其外牽引損壞形式主要為行走齒輪的輪齒斷裂，若輪齒出現(xiàn)非正常斷裂，那么不僅會(huì)影響設(shè)備正常運(yùn)行，而且還會(huì)因地質(zhì)條件的不斷加劇，從而致使損壞程度更加嚴(yán)重。因此，對(duì)行走齒輪的斷裂與磨損問(wèn)題的研究勢(shì)在必行。本文基于對(duì)大量行走齒輪輪齒斷裂狀況的分析，并結(jié)合有關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)產(chǎn)生輪齒斷裂因素進(jìn)行分析，最后在此基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的改善與優(yōu)化措施。

1行走齒輪損壞原因分析

基于同種工況下不同行走齒輪與非同種工況下同種行走齒輪的對(duì)比，對(duì)行走齒輪輪齒斷裂問(wèn)題進(jìn)行分析。

1.1行走齒輪形狀和工藝的影響

據(jù)跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在同種工況下，因不同行走齒輪的不同壽命，從而致使其齒根與齒長(zhǎng)在過(guò)渡圓角偏小時(shí)常會(huì)出現(xiàn)斷裂的狀況。對(duì)于行走齒輪而言，當(dāng)其輪齒較長(zhǎng)時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)銷(xiāo)排齒座的干擾狀況，不僅如此，還會(huì)在嚙合過(guò)程中提升相互摩擦，從而導(dǎo)致齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)困難的狀況，最終出現(xiàn)斷裂、磨損以及憋卡等現(xiàn)象;而當(dāng)齒根的過(guò)渡圓角較小時(shí)，因齒根強(qiáng)度的降低，故而在其承受較大的彎曲應(yīng)力時(shí)常會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中狀況，從而致使斷齒或是裂紋等狀況的出現(xiàn)。

1.2工況及連接部件的影響

在非同種工況下，對(duì)于同種行走齒輪而言，所表現(xiàn)的效果差異極為明顯。當(dāng)所處施工環(huán)境為刮板輸送機(jī)銷(xiāo)排布置平順、巷道平穩(wěn)或是煤層較軟無(wú)夾矸時(shí)，其使用壽命均相對(duì)較長(zhǎng);反之，當(dāng)煤層的夾矸較多，且較為堅(jiān)硬時(shí)，因其滾筒截齒受力的提升，故而常會(huì)致使沖擊載荷的形成，從而導(dǎo)致齒輪磨損狀況的發(fā)生;當(dāng)行走齒輪進(jìn)行井下爬坡時(shí)，因其不均衡的受力狀況，故而常會(huì)出現(xiàn)單行走齒輪的磨損或是壓潰等狀況[1]。對(duì)于行走齒輪而言，其壽命的長(zhǎng)短主要取決于銷(xiāo)排的布置狀況與自身質(zhì)量，因多數(shù)銷(xiāo)排均為鑄造件，故而均普遍存在著表面粗糙、圓角和倒角處理不當(dāng)?shù)葐?wèn)題。在安裝刮板運(yùn)輸機(jī)溜槽時(shí)，不僅要確保水平彎曲≤±10，還要保證垂直彎曲≤±30。如果井下的工況或是安裝未達(dá)到事前條件，那么將會(huì)致使銷(xiāo)排節(jié)距無(wú)法實(shí)現(xiàn)相互接觸。對(duì)于存在傾角的工作面而言，因其坡度使得銷(xiāo)排存在由機(jī)尾滑向機(jī)頭的趨勢(shì)，從而導(dǎo)致接口間隙過(guò)小，進(jìn)而造成接口處節(jié)距過(guò)小的問(wèn)題發(fā)生。

2行走齒輪磨損斷裂問(wèn)題的改進(jìn)措施

2.1導(dǎo)向滑靴的改進(jìn)

導(dǎo)向滑靴在采煤機(jī)工作時(shí)不僅具有支撐與導(dǎo)向作用，還能在一定程度上保護(hù)行走齒輪，所以，當(dāng)其發(fā)生磨損后對(duì)行走齒輪會(huì)產(chǎn)生一定影響，致使其下沉，同時(shí)嚙合線的位置也會(huì)發(fā)生改變，向下移動(dòng)，若其達(dá)到行走齒輪的齒根圓處時(shí)會(huì)與其承受的扭矩相接近，在磨損其硬化層后，會(huì)令該部位產(chǎn)生形變，甚至齒形彎曲。加工導(dǎo)向滑靴后，會(huì)令其橫向與縱向之間的間隙得到保障。此外，容易損壞之處還包括其溝槽處，采取焊接耐磨條的方式有利于磨損程度的降低，使行走齒輪得到保障[2]。

2.2行走齒輪齒形的改進(jìn)

現(xiàn)如今，擺線與漸開(kāi)線是行走齒輪較為常見(jiàn)的兩種齒廓形狀，若采煤機(jī)功率相對(duì)較大，則選擇前者，若功率較小，則選擇后者。例如行走齒輪若屬于大功率線型，便可優(yōu)化其齒根網(wǎng)與輪齒長(zhǎng)度的圓角，令其加工精度有所提升，且能有效避免尖棱尖角與刀痕。使其刮板運(yùn)輸機(jī)與行走齒輪的嚙合性能得到有效改善，沖擊載荷有所減小。當(dāng)前齒廓形狀利用新工藝與新材料予以?xún)?yōu)化后得到的新行走齒輪。現(xiàn)如今，在實(shí)際使用過(guò)程中已較為常見(jiàn)，其應(yīng)用范圍明顯擴(kuò)大，并且與之前相比其壽命與性能得到明顯提升，其壽命能夠達(dá)到原有3倍。

2.3其他影響因素的改善

實(shí)際上，行走齒輪和銷(xiāo)排齒輪齒條的嚙合原理具有一定相似之處，且行走齒輪壽命與銷(xiāo)排的安裝精度、磨損程度以及表面粗糙程度和齒廓形狀具有一定關(guān)系。所以對(duì)銷(xiāo)排進(jìn)行選擇時(shí)，不僅要有較少的缺陷，還應(yīng)具有較高的精度，在安裝時(shí)也應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)行業(yè)規(guī)范進(jìn)行，為延長(zhǎng)其使用壽命，對(duì)行走齒輪、平滑靴以及銷(xiāo)排與導(dǎo)向滑靴等均應(yīng)定期檢查，若發(fā)現(xiàn)有較大磨損，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維修或更換，從而減少或避免其他部件受到影響。

3結(jié)束語(yǔ)

采煤機(jī)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，為了保證在運(yùn)行過(guò)程中的安全性和穩(wěn)定性，一般情況下，都會(huì)保證行走輪齒的完整性。行走輪齒是采煤機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中必不可少的重要零部件之一，如果行走輪齒出現(xiàn)斷齒，那么勢(shì)必會(huì)影響到整個(gè)采煤機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)。因此，需要對(duì)齒輪輪齒出現(xiàn)斷裂和磨損的原因進(jìn)行分別的分析和研究，與大量實(shí)際應(yīng)用案例進(jìn)行結(jié)合，這樣才能夠在實(shí)踐中提出有針對(duì)性的改進(jìn)措施。這樣不僅能夠延長(zhǎng)輪齒的使用壽命，而且還能夠保證采煤機(jī)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的安全性和穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]王學(xué)誠(chéng).采煤機(jī)四輪行走機(jī)構(gòu)關(guān)鍵零件的有限元分析[D].西安：西安科技大學(xué)，2015.

[2]陳國(guó)強(qiáng).俄霍布拉克煤礦下1煤1404工作面采煤機(jī)行走鏈輪頻繁損壞原因分析及改進(jìn)對(duì)策[J].科技視界，2014（28）：291-292+340.