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SJ-80带式输送机平衡齿轮齿部损伤分析
发布时间：2013-10-02 09:22 来源：未知
1、引言
SJ-80带式输送机是一种常见的矿山设备，广泛应用于综合机械化采煤T作面的顺槽运输和巷道掘进的运输系统。影响整条输送系统平稳运行的关键零部件是机头传动装置中的平衡齿轮，因此研究平衡齿轮的损伤情况对于提高SJ-80型带式输送机的运行稳定性、提高输送效率具有重要的意义。
2、工作原理
SJ-80带式输送机传动装置有前联卸载臂、后联储带仓、左（右）联传动装置，它由两个包胶传动滚筒和平衡齿轮组成。两传动滚筒一主一付，主传动滚筒由减速器直接带动，副传动滚筒由主传动滚筒通过联动平衡齿轮带动，两联动齿轮速比为1:1。
3、输送机传动装置齿轮齿部损伤分析
带式输送机的传动装置平衡齿轮齿部最常见、最容易发生的损伤就是轮齿剥落、点蚀、掉块和断齿，在供油油质、油量、油压、传动负荷等都正常的情况下，齿轮在毛坯铸造、机械加工和热处理、安装过程以及在生产过程中都需要进行严格的控制和质量检验，否则，齿轮在使用过程中就会造成各种意想不到的问题。
(1)润滑对齿轮齿部损伤的影响。
①润滑对胶合的影响。在带式输送机运行过程中，平衡齿轮齿面的胶合是最常见的一种破坏形式。齿面形成胶合的主要原因是由于齿面间压力过大，或者运行中的瞬时温度太高，使得齿轮齿面间形成的润滑油膜失去了作用，造成了齿面直接接触摩擦，产生了局部高温，随着传动的继续进行，局部的高温使得粘接的这些地方的金属熔化、撕裂，因此，明显的刻痕就会在齿轮的齿面上沿着相对滑动的方向形成，影响了齿轮平稳的传动。
润滑油的粘度、种类、润滑方式等均影响胶合的产生和发展。对那些不含极压剂和油性剂的润滑油，若油具有很高的粘度，就容易形成更厚的油膜，因此就会有高的粘附性，那么，胶合极限复合值也就越高，在轮齿齿面会产生流体润滑膜来阻止直接接触。如果将油性剂加入到复合润滑油中，由于油性分子的物理和化学的吸附作用，在齿轮齿面上会有更牢固的边界油膜形成，具有更好的抵抗胶合磨损的效果；对极压齿轮油而言，由于油中含有极压剂能与齿轮表面金属中的一些成份发生化学反应，生成具有抗胶合能力的化学覆盖膜，这层覆盖膜能承受大的载荷，从而能大大减少胶合磨损的产生。在实际使用过程中，由于需要很高的温度条件才能激活极压添加剂，同时极压添加剂的添加数量、极压添加剂的品种等因素，都在不同程度影响胶合的发生，因此，此类型的润滑油常用于重负荷的齿轮传动。影响胶合的因素还有供油量和供油方式。供油量越多、越足，齿轮抗胶合的承载负荷就越能明显提高。但是，当供油量多至一定程度时，抗胶合负荷将不再增加。
②润滑对点蚀的影响。齿轮磨损的一种非常常见的接触疲劳现象就是点蚀。点蚀大部分发生在轮齿靠近齿根的面上，随着机构运动的进行，逐渐向其它部位扩展。齿轮齿面材料硬度、接触应力大小，运行过程中载荷循环数、润滑状态及润滑膜厚度等因素，决定了齿面疲劳点蚀的程度。实践表明，齿根部分的齿面最容易产生点蚀，从而导致齿面的磨损，影响齿轮传动的精度和寿命，严重会发生断齿现象。
点蚀的产生式由于在接触应力条件下工作，部分轮齿齿面上形成负的滑动率，就会在齿面上形成裂纹，这时在加上润滑油对裂纹一定的挤胀作用，就会加速裂纹的发展，于是产生麻点状剥蚀损伤，因此，如果选择润滑油不合适，或着选择的润滑方式不合理，都可能引起或加剧齿面的疲劳点蚀情况。在实际的机构运行过程中，使用稀薄的润滑油，因为比较好的流动性能，比粘稠的润滑油更容易渗入表面的裂纹中，加速裂纹的发展，甚至造成表面金属块的脱落，产生点蚀。而粘度比较高的润滑油有利于油膜的建立和增大油膜的厚度，它的缓冲、吸振性能较强，使齿面间的接触应力的分布更加均匀，大大增强了抗点蚀的能力。所以，适当提高润滑油的粘度，能够使齿轮齿面表面疲劳点蚀的发生和扩展大大减少。
润滑油中的某些添加剂在很大程度上会降低摩擦，并且会加大齿面边界上油膜的强度，能够提高抵抗点蚀的能力。但是特别要注意添加剂的选择，如果润滑油中含有一些具有腐蚀性的物质，例如极压添加剂，往往腐蚀金属齿面，加速点蚀生成。因此，为了预防点蚀的生成，应十分注意对添加剂的用量、组分，以及齿轮的材质、负荷性质等因素的考虑。
对点蚀的产生有影响的还有润滑方式、供油量等因素，从防止疲劳点蚀的角度出发，润滑油的供油量不应该过多。如果供油量太多，就会有部分润滑油在啮合的齿面间受到挤压，因此，会造成局部的压力剧增，那么接触应力就会相应增加。同时在高的压力的作用下，润滑油就会过多的渗入产生的裂纹，促进疲劳点蚀的发生和进一步发展。所以，技术人员应综合考虑润滑油的粘度、添加成分，以及供油量的多少，尽可能取得良好的润滑效果，以提高齿面的抗点蚀的能力。
③润滑对齿轮的磨粒磨损。在工作过程中，如果泥沙、灰尘、金属粉末等杂质混入了润滑油中，就会产生磨料磨损，这种失效形式常见于开式齿轮中，特别是在齿轮的节网附近和齿顶高处最容易发生这种磨粒磨损，如图4所示。对于磨粒磨损，可适当降低润滑油的粘度，从齿面上把这些外来杂质冲洗掉。如果这些杂质微粒在润滑油中悬浮，那么，这些杂质会起到研磨剂的作用，加剧了齿轮齿面的磨料磨损情况。为了预防磨料磨损的发生，应选择润滑油的粘度较低些，并且定时清除润滑油中的杂质沉淀，以及在油的循环系统中安装相关的过滤设备，定期进行净化，或着定期更换润滑油。
(2)T工艺及装配因素影响。
在润滑正常的情况下，齿轮所使用的材质、毛坯铸造、机械加工和热处理、安装、以及在生产过程的质量检验不严格，都有可能引起齿轮损伤和内在质量不达标的情况。
平衡齿轮齿部如发生断齿，断齿的断口形状一般与普通的疲劳断裂的断口形状较为相似，在断口上可以较为清晰地观察到疲劳源，还能够观察到光滑的或贝壳状的疲劳裂纹发展区和粗糙的瞬断区。这些断裂主要是由于过高的有害残余应力、不适当的热处理引起的局部断裂、微细磨削裂纹或材质本身有问题等因素所诱发。
如果在装配过程中两主副传动滚筒中心线不能满足平行度要求，同时齿轮中心和传动滚筒中心以及减速器中心不能满足位于同一条轴线上的要求，在运行中，传动滚筒轴就会产生一个较大的斜拉力，这个斜拉力会造成齿轮轴歪斜，使得传动滚筒齿轮轴的中心线和与其啮合的齿轮轴中心线不平行，这就会导致两个大齿轮的啮合结合面减小，轮齿的偏载负荷就会增加，这些因素就会造成平衡齿轮在运行时发生轮齿断齿、掉块等故障。
输送机一旦发生故障，作为技术人员要对现场进行详细的勘察分析，尽可能搞清楚产生故障的原因，现场需要保留故障遗留的实物，同时对故障要进行必要的技术检测，如果输送机齿轮断齿故障，要将断齿部分打掉，清除裂纹、毛刺和尖角；并认真检查齿面啮合情况，要根据实际情况减负荷运行，加强运行监测。同时积极与制造厂家联系；根据现场的实际情况制订可行的处理方案，以尽快的恢复生产，减少损失。
4．结语
要使输送机高效、平稳运行，必须以传动装置的安全运行为保障，对平衡齿轮选择合理的润滑方式，确定相应的润滑油；同时要求制造厂家，改善加工艺，提高装配质量，这样才能确保输送机安全平稳、合理的运行。验证结果表明选择科学合理的润滑方式和先进加工艺同时保证装配精度，在输送机实际运行过程中能够达到良好地预期效果。
