传动形式范文（精选5篇）

传动形式 第1篇

1.驱动小齿轮2.驱动大齿轮3.主小齿轮4.主大齿轮

机械压力机有多种传动形式, 但目前双点或四点机械压力机最基本的传动形式只有两种, 即我们通常所说的同向传动和异向传动。图1和图2为最常用的两种传动形式。从图1和图2可以看出, 所谓的同向传动和异向传动就是指两个主大齿轮经过驱动小齿轮、驱动大齿轮和主小齿轮的传动后最终的旋转方向。在选择压力机的传动形式时, 一定要首先了解两种传动形式的特点和设计的依据, 根据实际情况进行合理的选择。

1.驱动小齿轮2.驱动右齿轮3.驱动左齿轮4.主小齿轮5.主大齿轮

2 同向传动和异向传动的特点

2.1 同向传动的特点

从图1的简图可以看出, 采用同向传动形式的机械压力机比异向传动可以减少一套驱动齿轮和主小齿轮, 两级齿轮在高度方向可以布置得尽可能低, 并且全部在压力机的上横梁之内, 使上横梁上容易布置其它部件。

由于两主大齿轮转向相同, 机器在上死点启动和停止时, 偏心齿轮或偏心套等部分的不平衡重量会导致机器振动, 使机器产生晃动。为了克服该振动就必须在偏心齿轮和偏心套上增加配重, 以达到提高机器稳定性和工作精度的目的。对于曲柄单动压力机来说, 进行这样的配重计算以及配重块的布置都是比较容易的, 而对于多连杆压力机和双动压力机来说, 要准确计算其配重和合理布置其配重块就有一定难度。

2.2 异向传动的特点

图2为压力机异向传动最常用的形式。这种传动形式的主要优点就是受力状态好, 驱动大齿轮轴用可分式轴承座和轴承盖固定, 安装维修都非常方便。由于两轮转向相反, 偏心部分及连杆等附加部分的不平衡力在运动时可以互相抵消, 所以异向传动的压力机不存在配重问题。

图3为曲柄滑块机构受力分析简图, 其中P为工件的变形抗力, PAB为连杆给予滑块的作用力, Q为导轨给予滑块的反作用力。从图中可以看出, 在曲柄同向转动时, Q的方向也相同, 这就加大了滑块导轨的压力而影响滑块的运动精度, 而当曲柄异向转动时, Q的方向相反可以互相抵消, 从而改变了滑块的受力状况。考虑这一因素的影响, 异向传动的压力机连杆可以和滑块的点直接相连, 而同向传动的压力机必须通过导柱和导套再同滑块的点相连 (见图4) , 目的是通过导柱和导套的导向作用减小滑块导轨的受力, 提高滑块的运动精度。

1.导柱2.导套

一般四点大台面的压力机都采用四片主齿轮, 即每一主小齿轮轴上加工两处齿轮。根据人字齿轮的啮合特点, 要实现一根轴上两处人字齿啮合在加工和装配上都有一定的难度, 所以异向传动的四点压力机高速级采用人字齿轮, 低速级采用直齿轮, 这样更便于装配和调整。

由于异向传动的结构形式在高度方向所占空间较大, 驱动大齿轮一般都在横梁外面, 对横梁上的其它部件的布置和外观有些影响。相对同向传动多了一套大驱动齿轮和小主齿轮轴, 所以加工和制造成本都高于同向传动。

3 主传动形式的确定

根据上述分析, 在压力机设计时传动形式的确定是综合压力机精度、成本、外观等多种因素后进行的。除用户特殊要求外, 按照单动曲柄压力机采用同向传动结构形式, 双动曲柄压力机和多连杆压力机采用异向传动结构形式进行设计。

参考文献

煤矿机械传动齿轮失效形式浅析 第2篇

【关键词】齿轮失效；形式；原因；改进措施

随着社会的不断发展，资源的开发面临着更为严峻的形势，对煤矿机械设备的功能要求不断增加，其所承担的动力也不断加强，因此机械设备内部传输动力的齿轮有着更为严格的要求，降低机械传动轮齿失效的概率是需要研究的主要课题之一。

一、齿轮失效的形式及其原因

齿轮失效主要分为五种形式，主要是传动过程中与其他材料相接处挤压和外界环境的影响，为了延长齿轮的使用寿命，我们首先根据齿轮不同的失效形式进行浅要分析。

1.齿轮折断

齿轮在使用过程中常常会出现齿轮折断的现象，齿轮折断直接导致齿轮失效的结果。这种现象经常在轮齿根部折断，这是因为其承担了自身难以承担的动力或重物；也有可能因为过度的使用导致齿轮疲劳过度，从而造成轮齿的折断。

2.齿面点蚀

齿面点蚀是导致齿轮失效的常见形式之一。齿面点蚀是因为齿轮长期过度的运转，有没有做到很好的护养和定前检查，就会在轮齿表面出现一些细小的裂纹，这些裂纹严重影响齿轮的承受能力和使用寿命；再加上齿轮运转过程中高压油等因素的挤压，轮齿上的细小裂纹会不断扩大，甚至会造成微小颗粒的脱落，最终导致齿轮不能正常运转，影响设备的正常运转。齿面点蚀的现象，跟齿轮的硬度和使用频率有很大的关联，较软材料制成的齿轮较之硬材料制成的齿轮更容易出现齿面点蚀现象。

3.齿面胶合

齿轮在传输动力或促使机械转动的过程中由于物体之间的相互运动产生的摩擦会产生很高的热量，尤其是在长期不停息的高速重载运转的情况下，高温很有可能将于齿轮接触的金属或其他材料与齿轮表面相融合，造成齿面胶合的现象。这种现象会造成齿轮外形的缺失或变形，从而降低甚至缺失其传递功能。

4.齿面磨损

齿面磨损主要分为两种情况，一种是齿轮在工作状态下，齿轮与接触零件之间的磨合造成的磨损；另一种是机械所处的环境造成，煤矿机械的工作环境本身就存在很多的固体颗粒，这些颗粒会造成齿轮的磨损，齿轮表面的的粗糙度也会影响齿面磨损的程度。

5.齿面塑性变形

齿轮的制作材料并不具备足够的强度，在重载高速的挤压下也会造成齿轮的变形。从动齿和主动齿之间动力的传递，彼此之间都存在力的作用，它们彼此相互挤压，接触的表面很容易造成凹凸不平的表面，这种变形程度足够影响齿轮的正常工作。

三、齿轮的改进

设计者在设计齿轮之时，根据该齿轮在不同场合的运用来确定齿轮所选用的各种材料，更加有利于齿轮在该环境下工作。针对齿轮失效的五种常见的失效现象有特定的应对措施，主要是根据齿轮的工作环境决定齿轮的材料组成和外形结构的设计。例如为了降低齿轮折断的可能性，则需要加强轮齿的抗弯曲强度；为了避免齿面点蚀，则需要提高齿面接触疲劳强度；对于在高速重载环境下工作的齿轮应该将齿面抗胶合能力作为重点设计对象。

1.设计原则

齿轮失效直接影响煤矿机械的正常运转，在煤矿机械中齿轮的大小有一定的规格，在不同的机械设备中一般都有一定的限制，因此设计之初，就是在齿轮大小基本保持不变的条件下加强抗接触疲劳能力、抗弯曲能力和硬度等性能，以提高齿轮的质量和使用寿命。对于煤矿机械所需承担的重量较大，根据强度、载荷、材料、外形、结构齿面粗糙度等多方面的因素，经过精密的计算和先进的技术促使齿轮达到煤矿工作的要求，从根本上提高齿轮的使用寿命。

2.正确操作

工人对于齿轮的正确安装和使用是保证齿轮正常运转的前提。煤矿工作需要承担很大的负载，因此在齿轮安装时和定期检修时都要保证齿轮的承载强度达到煤矿工作的条件。齿轮不仅仅需要考虑到承载能力，还有表面光滑度、轮齿的硬度等多方面都需要达到相关的标准；主动轮和从动轮要合理的结合在一起，避免不必要的磨损，损耗齿轮的寿命；还有就是一定要定期对齿轮进行检修，尽可能避免因齿轮带来的故障导致机械停转。

3.润滑剂的使用

现今，煤矿施工现场中齿轮的运转往往没有使用润滑剂的惯性或者不重视润滑剂的功效。我们应该发挥润滑剂的作用，而不是一知半解的不考虑环境、齿轮型号、机械型号等多种因素就使用一种润滑剂，这种现状不可能达到预期的效果，会缩短齿轮原有的使用寿命、加快磨损效率，从整体上拉低齿轮的功效，影响煤矿机械的工作效率。我们的工作人员应该根据科学理论和实际经验总结出不同型号、季节、工作环境等使用不同的润滑剂，并输入相关的数据库，便于维修时作为参考案例，从而延长齿轮的使用寿命。

4.提高整体的技术设备

齿轮质量的提升最终是为了提高煤矿的工作效率，从而提高生产效益，但是齿轮仅仅是需要提高的一部分，在整个煤矿企业当中，还需要将强机械设备的现今水平和提升管理水平。齿轮的质量也需要煤矿企业管理的监管系统的把关，它需要对于煤矿相关机械、零件的严格监控，保证硬件设备的质量问题；齿轮的作用是机械能的传递，直接作用于煤矿的相关机械，若是机械设备质量不过关或仍是老式的设备，尽管齿轮质量达到先进的水平，也只是鸡肋，起不到任何作用。煤矿企业只有整体水平的提升，才能使各个组成部分相互促进，共同进步。

结束语

综上所述，齿轮的失效主要有五种常见的形式，有的是齿轮本身的质量问题，也有机械问题，还有周遭环境的影响，除此之外也有管理水平问题等多方面主客观的问题。煤矿一直是高危作业，被保险列为特殊行业，其安全性和可靠性都需要极度的加强，小到齿轮的质量问题，再到機械的先进性问题，大到企业管理问题都需要引起足够的重视，甚至是国家的监管等诸多方面，以保证煤矿企业的安全性和经济性，从而推动煤矿企业的进步。

参考文献

[1]胡延平.煤矿机械传动齿轮失效形式分析及改进措施[J].江西煤炭科技，2010（3）

[2]焦钊.采煤机械传动齿轮失效问题研究[J].科技创新与应用，2012（7）

[3]王帆，李杨等.对煤矿机械传动齿轮失效的相关探讨[J].西部资源，2012（2）

浅析齿轮传动的失效形式及预防措施 第3篇

1 轮齿折断

轮齿受力后, 相当于悬臂梁受载, 齿根部弯曲应力最大, 同时齿根又有较大的应力集中, 因此, 轮齿弯曲折断一般发生在齿根部分。齿轮传动工作时, 轮齿每啮合一次, 齿根弯曲应力变化一次。当弯曲应力超过弯曲疲劳极限, 轮齿重复受载后, 齿根处就会产生疲劳裂纹, 并逐渐扩展, 致使轮齿折断, 这种折断称为疲劳折断。轮齿受到短时意外的严重过载或冲击载荷作用也易造成突然折断, 这种折断称为过载折断。钻探设备的变速箱或传动箱中螺栓或轴承钢球掉到啮合轮齿上发生折断就属于这一种。两种折断均发生在轮齿受拉力一侧。

齿宽较小的直齿圆柱齿轮, 齿根裂纹一般是从根部沿横向扩展, 最后发生全齿的疲劳折断。齿宽较大的直齿圆柱齿轮, 一般因制造误差使载荷集中在齿的一端, 裂纹扩展可能沿斜方向, 最后发生齿的局部折断。斜齿圆柱齿轮和人字齿轮常常因接触线是倾斜的, 其齿根裂纹往往从齿根斜向齿顶的方向扩展, 最后发生齿的局部折断。

为了防止轮齿折断, 在设计传动时, 应进行轮齿弯曲疲劳强度计算。此外, 轮齿折断的防止措施有: (1) 增大齿根过度圆角, 降低齿根表面粗糙度, 提高齿面加工精度等工艺措施。 (2) 提高安装精度及支承刚性, 避免轮齿偏载。 (3) 改进热处理方法, 使其有足够的齿芯韧性和齿面硬度。 (4) 对齿根进行喷丸、辊压等强化处理工艺。

2 齿面点蚀

齿面点蚀是一种在轮齿表面上出现麻点的齿面疲劳损伤。齿轮传动工作时, 轮齿表面的接触应力呈脉动变化。在接触应力作用下工作一定时间后, 靠近节线的齿根表面就会出现若干小裂纹, 润滑油渗入裂纹, 当裂纹随轮齿啮合而闭合后, 封闭在裂纹中的润滑油在压力作用下, 产生楔挤作用而使裂纹扩大, 最后导致表层小片状剥落而形成麻点状凹坑, 称为齿面疲劳点蚀。齿轮发生齿面点蚀后, 严重影响传动的工作平稳性并产生振动和噪音, 影响传动的正常工作, 甚至导致传动的破坏。

新齿轮投入使用后, 有时在短时间内就会出现点蚀的痕迹。工作初期出现点蚀的主要原因是轮齿表面粗糙不平, 沿接触线偏载等引起的齿面接触不良, 使若干凸起处产生很大的高峰接触应力。软齿面齿轮 (齿面硬度HB<350) 在工作初期发生点蚀后, 凸起处逐渐变平, 又经过跑和过程中的磨损、碾压等, 使齿面接触良好, 高峰接触应力随之降低, 直到低于极限值时, 点蚀就停止发展, 直至消失, 这种点蚀称为收敛性点蚀。硬齿面齿轮 (齿面硬度HB>350) 的齿面接触疲劳强度高, 不易出现点蚀, 但一旦出现点蚀后, 由于齿面硬度不易跑合, 也由于材料的脆性, 凹坑边缘不会被碾平, 而要继续碎裂下去, 直到齿面完全损坏为止, 这种点蚀称为扩展性点蚀。因此采用硬度齿面齿轮时, 必须同时要求较高的加工精度和接触精度, 这样才能发挥硬面齿轮的优越性, 否则硬齿齿面齿轮的性能甚至可能低于软齿面齿轮。

开式齿轮传动的齿面磨损速度较快, 当齿面出现疲劳裂纹后, 点蚀还来不及发生, 疲劳裂纹就会与齿面表层一起被磨掉。因此, 开式齿轮传动不会发生点蚀。

齿轮传动时, 在节线附近, 单齿对啮合接触应力较大, 节线处相对滑动速度较低, 不易形成润滑油膜;润滑油渗入微裂纹, 接触应力挤压使裂纹扩展至金属剥落, 因此齿面点蚀一般发生在接线附近。

为了防止齿轮发生齿面点蚀, 在设计齿轮传动时, 应进行齿面疲劳强度计算, 使齿面接触应力不超过允许值。此外防止轮齿点蚀措施有: (1) 提高齿面硬度。 (2) 降低表面粗糙度。 (3) 采用正变位传动。 (4) 选用较高粘度的润滑油。 (5) 提高加工安装精度。 (6) 改善散热条件。

3 齿面胶合

胶合是比较严重的粘着磨损, 在高速重载传动中时, 因滑动速度高而产生的瞬时高温会使油膜破裂, 造成齿面间的粘焊现象, 粘焊处被撕脱后, 轮齿表面沿滑动方向均成沟痕, 这种胶合称为热胶合。在低速重载传动中, 不易形成油膜, 摩擦热虽不大, 但也可能因重载而出现冷粘着, 这种胶合称为冷胶合。热胶合是高速、重载材料传动的主要失效形式。

为了防止或减轻齿面胶合的措施有: (1) 采用抗胶合能力强的润滑油。 (2) 采用角变位材料传动。 (3) 减小模数和齿高, 降低滑动速度。 (4) 提高齿面硬度。 (5) 配对齿轮有适当的硬度差。 (6) 改善润滑与散热条件。

4 齿面磨损

互相啮合的两齿廓表面有相对滑动, 在载荷作用下, 会引起齿面的磨损。如果磨损的速度符合预定的设计使用期限, 则应视为正常磨损。正常磨损的齿面很光亮, 没有明显的痕迹。在规定的磨损量界限内, 并不影响齿轮的工作能力。但齿面磨损严重后, 轮齿将失去正确的齿形, 会导致严重的噪音和振动, 影响齿轮正常工作, 齿厚逐渐减薄, 最后导致轮齿因强度不足而折断。

在开式传动中, 由于润滑条件不好, 灰尘、沙粒等容易进入轮齿的工作面, 会加剧齿面磨损。在瓦楞纸板生产线和卷板机械中多为开式传动, 易发生齿面磨损。为了防止齿面磨损可采用以下措施: (1) 提高齿面硬度。 (2) 降低轮齿表面粗糙度。 (3) 降低滑动系数。 (4) 定期清洁和更换润滑油。 (5) 变开式传动为闭式传动。

5 齿面塑性变形

当齿轮材料较软而载荷及摩擦力又很大时, 在啮合过程中, 齿面表层材料就会沿着摩擦力的方向产生塑性变形, 从而破坏正确齿形。在主动轮齿面节线的两侧, 齿顶和齿根的摩擦力方向相背, 在节线附近形成凹沟;在从动轮齿节线的两侧, 齿顶和齿根摩擦力方向相对, 因此在节线附近形成凸脊, 齿面塑性流动破坏了正确的渐开线齿廓, 导致轮齿从动失效。

预防齿面塑性变形的措施有提高齿面硬度, 采用高粘度的润滑油或极压添加剂等。

除了上述这些常见的失效形式外, 如果传动工作时受到短时过载 (包括次数很少的尖峰载荷) , 则齿轮还会出现一些静强度破坏。在短时过载作用下, 由于过高的弯曲应力的作用, 对于塑性材料制成的齿轮, 会引起齿轮的弯曲塑性变形;对于脆性材料 (如铸铁) 和小塑性材料 (如淬火后低温回火的钢) 制成的齿轮则会引起齿轮的弯曲脆性折断。由于过高的齿面局部应力, 会使软齿面齿轮在齿面产生压痕, 硬齿面齿轮则会引起齿面局部压碎。为了防止上述这些失效形式, 必要时按短时过载节线静强度校核。

摘要：由于齿轮传动的工作条件和应用范围各不相同, 因而影响失效的原因很多。具体阐述了齿轮传动不同的失效形式, 并提出了预防的相关措施。

关键词：齿轮,失效,防止措施

参考文献

[1]郑志祥.机械零件.高等教育出版社, 1990

传动形式 第4篇

由于客观条件的限制, 我国矿山机械事故率一直较高, 而传动齿轮失效是机械故障最主要的一种形式。一方面, 我国煤炭以地下开采为主, 所处的工作环境十分恶劣, 如粉尘多、湿度高、空气压力大 (与地面相比) 等, 在此条件下矿山机械容易遭到腐蚀, 从而减小使用寿命;另一方面, 煤炭生产过程中多采用倒班制, 一天24小时内矿山机械基本处于工作状态, 其生产特殊性使得机械设备的工作时间长、工作负荷较大、因此机械零部件容易摩损。此外, 人为因素也是导致机械故障的部分原因, 如不注意齿轮日常维护等。

1 煤矿机械中齿轮失效的形式

常见于以下几种:

1) 磨损。煤矿机械工作的对象为不同地质条件的煤岩体, 所以作业强度大, 齿轮载荷高, 所以容易造成齿轮的磨损, 根据磨损产生原因的不同, 可以将磨损类型分为正常磨损、中度磨损、磨料性磨损 (擦伤) 、疲劳磨损 (点蚀) 、干涉磨损、胶合等。磨损属于齿轮的缓慢损耗, 在齿轮寿命期内, 存在一定程度的磨损并不会影响其正常的使用性能, 一般来讲, 磨损量不能超过维修标准。

2) 表面疲劳。通常情况下, 齿轮的表面或表面下会存在一定的材质初始裂纹, 当齿轮不断地受到交变应力的反复作用, 材料就会产生疲劳, 当应力超出了材料的疲劳极限, 这些初始裂纹就会开始扩展, 从而形成凹坑, 或者产生金属的移动, 而且这些凹坑还会经常增大尺寸, 以及合并。根据表面疲劳产生的原因, 可以分为破坏性点蚀和疲劳剥损两种类型。

3) 塑性流动。可分为塑性变形、起波纹和起皱三种类型。塑性变形指的是轮齿较软齿部分金属的塑性变形, 严重时会出现飞边、齿顶变圆, 造成主动齿轮和被动齿轮的齿面失去正确的齿形;起波纹是指在齿面上形成外观呈鱼鳞状的波纹, 波纹方向与滑动方向垂直。多见于表面淬火的小齿轮上。起皱是指齿面出现呈人字形或鱼尾状的皱纹, 皱纹沿滑动方向。

4) 断裂。断裂意味着齿轮彻底失去效用, 根据产生断裂的原因, 可以将断裂分为疲劳断裂、磨损断裂、超负荷断裂、磨削裂纹、以及淬裂等几种。

2 齿轮失效原因分析

煤矿机械设备中齿轮的失效将直接影响机械效能的发挥, 造成严重的后果。根据现场经验, 齿轮的失效原因主要有以下两个方面:

1) 制造加工。在齿轮的制造加工过程中, 如果没有严格的质量保证措施, 或者制作工艺上有缺陷, 也会造成齿轮制造质量达不到预定标准和技术要求。例如大齿轮在铸造中存在化学成分偏差、非金属夹杂物、气孔、砂眼等缺陷;忽视锻造比要求, 降低了锻造齿轮的材质性能;齿面硬度由于热处理质量不过关而达不到设计技术要求。

2) 安装使用。煤矿机械设备的安装质量不稳定, 无法达到齿轮安装的技术要求。例如齿轮轴中心线的平行度、水平度、中心距、轮齿啮合间隙、接触面积以及轴承安装等安装问题都会引起齿轮的工作寿命。另外在使用过程中, 润滑油脂达不到技术要求, 或者漏油、缺油, 以及不能定期清洗减速箱和齿轮, 更换油脂, 都会使齿轮超出其承载能力, 缩短使用寿命。

3 提高齿轮使用的措施

矿山机械正常工作中容易出现传动齿轮承载负荷超载的情况, 造成齿轮失效, 因此不利于煤炭安全生产。一般而言, 可在设计、技术等方面对其改造, 并应在实际生产中加强对传动齿轮的常规检查。

3.1 煤矿机械齿轮的短圆柱滚子的应用

齿轮传动轮轴承采用短圆柱滚子或自润滑轴承是解决小直径齿轮轴承设计技术难点的有效途径。由于在煤矿生产过程中需要消耗大量的电力资源对机械设备进行科学控制, 煤矿生产中的能耗大多集中在电机设备中, 采取煤矿机械齿轮传动控制可以有效解决电机的高消耗低效益的问题, 实现能源的高效利用。在这个过程中最重要的是应用先进的节能设备进行科学管理, 在生产控制过程中, 煤矿机械齿轮传动得到了广泛的应用。煤矿机械齿轮传动应用现代技术进行机械设计可以有效的提升工作效率, 减少能源消耗。

3.2 煤矿机械齿轮的短圆柱滚子的结构

用轮内孔充当轴承滚子的外圈滚道, 为保证多排圆柱滚子有良好的润滑, 采用在轮齿根处钻几个直通排与排之间小孔和在挡环圆周上开设润滑油孔的方法。煤矿机械齿轮存在阻力较大、单位运输量较少, 但是功率消耗大, 牵引电机运输过程存在运输间断、生产消耗较大的问题, 煤矿开采运输系统应延用煤矿机械齿轮以此减少电能消耗。为减少煤矿机械齿轮损耗, 首先需要画出电气设计图以及继电器柜的布局, 这样才可以安装调试, 方便修改控制。但是使用煤矿机械齿轮, 润滑油能顺畅地进入密集的圆柱滚子间。煤矿机械轮内圈与轴均充当了轴承滚道, 这样就对轮和轴除要求有高的加工质量外, 还要有很高的热处理硬度。

3.3 煤矿机械齿轮的短圆柱滚子数量的确定

煤矿机械的短圆柱滚子的型号、直径和长度等参数可在轴承样本上选取。煤矿机械齿轮的短圆柱滚子数量选择模型要具有估计归纳的最小错误, 并且重新设定模型在煤矿机械的设计中体现。煤矿机械齿轮的短圆柱滚子数量的典型选择中使用k=10。虽然每次拥有的是数据1/k, 但计算还是比较贵的相对于不运用交义验证, 因此需要训练每一个模型k次。然而k=10是通常的选择, 在真正的问题研究中数据往往是缺乏的, 有时我们会用一种极端的选择k=m, 目的是每一次尽可能的避免无数据状态。计算结果取整数部分舍去的小数部分在0.2左右, 如不符合, 可修正轴承孔内径。

3.4 煤矿机械齿轮的自润滑轴承的应用

煤矿机械齿轮的滑动轴承有抗冲击、振动性好、定心精度高、径向尺寸较小等优点。滑动轴承主要的失效形式为磨损, 防止失效的关键在于能否保证轴颈和轴瓦间形成一层边界油膜。煤矿机械齿轮的自润滑轴承可以任意改变功能性间隔而不用真正改变任何有意义的东西。当压强P较小时, 即使P与Pv都在许用范围内, 也可能因滑动速度v过大而加剧磨损。采用短圆柱滚子或自润滑轴承是解决小直径齿轮轴承设计技术难点的有效途径。机械齿轮直接影响机械设备的使用性能, 承受外部载荷, 仅有周向压缩应力把主轴受力传递给承力元件, 机械内部没有支环, 在大型矿井中, 煤炭机械设备工作量大, 保证安全生产, 机械齿轮的工作构件、受力情况等均与所装配的工作元件有关。

4 结语

传动齿轮在矿山机械中应用较广, 研究分析其失效形式和故障原因可以明显提高机械工作效率并显著减小机械事故率, 这与煤炭企业关于“安全、高产、高效”的生产理念是一致的, 也是非常具有现实意义的。

摘要：煤矿企业生产效益既取决于人才队伍建设水准, 同时也受到受限于机械化发展水平。在当前大规模推广综合机械化采煤的背景之下, 对于如何提高煤矿机械的工作效率与稳定性是煤炭安全与高效生产的研究重点。基于煤矿的恶劣环境, 矿山机械故障问题较为常见, 而传动齿轮失效是机械故障最主要的一种形式, 生产中应给予足够重视。为了协助解决矿山机械的常见齿轮失效故障, 本文对齿轮失效形式以及产生的根本原因作了初步的探讨, 也提出了一些关于改进的浅薄意见, 以期为矿山企业加强矿山机械管理提供指导意义。

关键词：矿山机械,传动齿轮,失效形式,传动原理

参考文献

[1]张潇云, 周新建.煤矿机械传动齿轮失效形式分析[J].润滑与密封, 2009 (23) .

[2]胡延平.煤矿机械传动齿轮失效形式分析及改进措施[J].江西煤炭科技, 2010 (3) .

传动形式 第5篇

矿产资源是工业的物质基础,在资源消耗量日益增加的经济背景下,矿山的开采任务也变得更为繁重。为提高矿山开采效率及增加开采量,确保高效率及高质量开发矿山资源,不但要根据矿山地质储量、矿产需求量及采矿方法合理选用采矿机械设备、运输机械设备,还应保障矿山机械处于良性运行状态[1]。矿山作业环境恶劣,机械设备的工作时间较长,再加上存在维护保养不到位等问题,因此容易出现运行故障。齿轮失效是常见的矿山机械故障,本文探讨了齿轮失效形式、失效原因及改进方案,旨在优化矿山机械的工作状态,保障机械技术指标达到要求,由此提升矿山的机械化生产水平。

1失效形式及原因

传动齿轮常见的失效形式包括永久变形、胶合、齿面损耗、断齿及裂纹,其具体表现及原因如下:

(1)永久变形。永久变形包括飞边、起脊、起皱及压痕等,飞边及起脊的原因为润滑失效、齿轮滑动过慢、承受的传动应力过高、齿轮硬度过低等;硬度过高的传动齿轮容易出现起皱失效问题,原因包括低速振动、齿轮齿面低速爬行、压力过大及润滑不良等;压痕出现的原因主要为啮合区内存在异物。

(2)胶合。胶合失效指的是工作齿面的金属相互接触及粘连,胶合失效原因主要为散热不良及润滑不当。

(3)齿面损耗。齿面损耗失效分为电蚀、过热侵蚀、腐蚀及滑动磨损。电蚀由啮合面放电引起,可烧伤齿面及导致齿面出现蚀坑;过热侵蚀失效的原因主要有润滑不良、齿轮间隙过小及重载传动时间过长;腐蚀失效的原因为酸性物质或水锈蚀;滑动磨损为常见的齿面损耗类型,多见于齿根曲线、齿顶边缘,磨损原因包括齿面良性移失、润滑油的清洁度不达标等[2]。

(4)断齿。断齿失效的原因分为疲劳折断、过载折断两种,交变应力过高时,传动齿轮危险截面、疲劳裂纹可不断扩大,在截面极限应力低于交变应力时可出现疲劳折断失效;过载折断失效的原因包括啮合区中突然挤入较大硬物、轴承弯曲角度过大或轴承损害、冲击过大或荷载较为集中等[3,4]。

(5)裂纹。裂纹失效多见于轮辐、轮毂、轮缘及轮齿部位,失效原因包括油压升高、材料存在缺陷、齿轮设计或制造方法不合理等。

2改进方案

2.1预防性改进方案

首先,应采用耐磨性好、韧性好及强度高的材料制作传动齿轮,以改善齿轮的机械性能。加工传动齿轮时需要控制好接触精度,确保接触精度≥8级,同时保证齿根部位过渡圆角达到设计要求,以减少交变应力集中问题,在制造传动齿轮时应严格遵循相应工艺要求,禁止在矿山机械中安装存在砂眼或气孔等缺陷的传动齿轮。其次,在设计传动齿轮的工作参数前,应合理估算其工作负载,必要时应测试实际负载,运用统计法或类比法分析荷载型谱、荷载平均值,确保设计荷载与实际荷载相接近。第三,要注意优化矿山机械结构,保证传动齿轮的安装精度能够达到标准,以预防齿轮偏载;可将支承布置为对称形式,同时应改善传动齿轮运行环境与运行条件,实现科学生产[5]。

此外,应根据不同的失效形式适当调整预防性改进方案。对于永久变形失效,可适当提高齿面硬度,降低齿高,选用小模数齿轮,以减少不良滑动;注意采用黏度较高的润滑油,在搭配从动轮、主动轮材料时应遵循软硬兼备原则,以减小从动轮与主动轮之间的硬度差。对于胶合失效,应强化散热处理,以有效降低齿面之间的温度,同时要控制好传动齿轮工作时产生的冲击力,可将极压抗磨剂添加到润滑油中,以通过改善油膜强度预防出现润滑不良问题。对于齿面损耗失效,应注重提升齿面的硬度,加强密封,减少酸腐蚀或水腐蚀问题,使用不含杂质、油质清洁的润滑油,使用润滑油时应注意进行过滤处理,避免金属屑、砂粒及灰尘等进入啮合部位[6]。对于断齿失效,应采用大模数齿轮,设计的过程中注意保留安全裕度,加工时应避免轴承偏差过大,并注意增加支承刚性,减少应力集中及偏载问题,由此强化齿轮的抗冲击能力。为减少裂纹,应加强润滑,采用黏度较高的润滑油,并优化齿轮设计方案。

2.2修复性改进方案

对于出现失效问题的传动齿轮,应及时进行修复,以改进传动齿轮的运行性能,需要运用修复性措施改进运行性能的失效形式包括断齿失效、永久变形失效及磨损失效。在修复断齿失效时可以采用拼接、堆焊及镶齿修复工艺。

拼接修复适用于大型齿圈或大齿轮断齿失效,在修复前先将损坏部位割去,并利用专业工具恢复齿轮原有形态,随后在已经报废的齿轮上按缺口形状、尺寸截取一部分材料焊接到待修复齿轮上,在修复时应对公法线长度进行反复测量,保证齿轮齿距一致[7]。

应用堆焊法前需明确断齿端口部位的裂纹,并进行清根处理,可在水中浸入齿轮后再对露出水面的部分进行施焊。

如失效的齿轮仅有一个断齿,可利用镶齿修复工艺,先用刨床在断齿根部刨出一个梯形凹槽,随后在凹槽中压入新齿胚并焊接牢固,焊接后进行适当整形即可。

在修复永久变形失效时应根据变形程度合理运用工艺技术。在齿轮轴弯曲变形失效较为严重时,可运用冷却矫直或压力矫直工艺,如齿轮轴直径<50 mm,在矫直前需加热至450℃左右,如齿轮轴直径≥50 mm,应加热至500℃以上。在永久变形程度较大,但可调整轴向时,可先调换齿轮端面,随后进行热锻处理。如永久变形程度较轻,可挫刮修整凸起部分或变形部分,对于材质较软的传动齿轮,在修整后可进行喷丸强化处理,同时注意改善润滑状态。

此外,在修复磨损失效时,可采用变位、锻造技术。对于大传动比、大模数传动齿轮磨损失效,可利用变位修复技术,包括正角变位、啮合高变位等[8]。如齿面明显变薄,可运用锻造法修复齿形,修复前先去除硬化层,随后加热齿轮,加热至900℃左右时可热锻镦粗齿轮,冷却后实施堆焊,堆焊后将余量切除及进行修复整形。

3实例分析

3.1失效形式及原因

某矿山在生产中应用了球磨机,该球磨机为溢流型装置,规格为准2 500×3 200,齿轮的运行方式为半开单边传动,大齿轮、小齿轮之间可以实现啮合,小齿轮的动力装置为联轴器,齿轮传动过程具有周期冲击、速度快及荷载大等特点。经过多年的运行后发现传动齿轮出现失效问题,失效齿轮为圆柱直齿型齿轮,型号为m2.5z29,该齿轮的润滑方式为飞溅润滑;转速为60.5 r/min,运行环境温度为20~55℃,运动形式为两齿轮反向或同向运动,配对齿轮为m2.5z45;齿轮材料为20CrM n Ti,采用的润滑油为N320#极压油,油温为73~78℃。经检测与诊断,发现齿轮失效形式包括永久变形及磨损失效,齿形变尖,齿顶出现飞边,且齿面存在小坑,失效原因包括速度过大、荷载过大、润滑不良、齿面及齿形安装精度较低等。

3.2改进方案

针对传动齿轮出现的失效问题,实施了以下改进方案:

首先,在齿轮材料方面,采用了力学性能及淬透性能较好的42CrM o合金钢代替20CrM n Ti钢,确保材料屈服强度可以适应高负载运行工况。

其次,改变了润滑油添加模式,利用自动喷油法添加润滑油,在添加前先用空气机清洁齿轮,避免齿轮表面出现杂物或粉尘,在润滑齿轮的过程中需要预防齿根处出现油膜硬化或积油问题。定期检测油质,如润滑油的水分或杂质含量超标,在使用前需要进行过滤处理,在温度条件发生变化时应使用不同型号的润滑油,并注意对供油参数,包括供油温度、供油压力及供油量等进行调整,确保齿面油膜厚度能够满足机械运转需要。

第三,在设计或采购齿轮时,需要考虑球磨机运行环境、齿轮参数,确保齿形精度、齿轮安装精度达到设计要求,齿面的粗糙度应控制在0.2~0.4之间,以改善磨损性能,减少胶合失效。在安装齿轮时,需要准确测量大齿圈对口间隙、筒体同轴度、大齿圈同轴度、端面及径向跳动程度等相关参数,确认参数合格后,方可开始试运行。在装配传动齿轮时运用了双螺母,细牙螺纹规格为M36×4,因螺母升角小,且螺距小,因此可以强化连接性能。

此外,要做好检修工作,如在检修过程中发现受载不均,需及时调整齿轮运转参数,包括运动速度及荷载等,在调整参数后应测试齿轮间的啮合情况,以减少失效问题。

4结语

综上,应用矿山机械可以降低作业人员的工作强度,如无法及时调整矿山机械出现的运行故障,可能影响矿山生产工作的正常开展。对此,需要深入了解机械传动齿轮的运行状态,及时发现失效问题,并在此基础上深化改造出现失效问题的传动齿轮,确保传动齿轮正常运转,使矿山机械可以满足生产需求。此外,如矿山的生产、作业环境发生变化,需分析具体工况,并及时调整矿山机械工作参数,以适应高强度工作状态,为传动齿轮提供良好的运行模式,从而减少失效现象及提升矿山的生产能力。

参考文献

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