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摘要:分析研究了煤礦機(jī)械用點(diǎn)線嚙合齒輪傳動設(shè)計(jì),并進(jìn)行了相關(guān)的失效分析,希望可以為我國煤礦運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展獻(xiàn)力。
關(guān)鍵詞:煤礦機(jī)械用點(diǎn)線嚙合齒輪
1煤礦機(jī)械齒輪的幾點(diǎn)失效形式
當(dāng)前我國的煤礦開采工作主要以井工的開采為主,存在一些缺點(diǎn):其一,煤礦開采的環(huán)境過于惡劣,且相關(guān)的機(jī)械設(shè)備由于受到了粉塵等污染,在進(jìn)行投入使用的過程中并不能發(fā)揮出原有的作用;其二,由于采煤工作環(huán)境過于苛刻,對機(jī)械的正常使用帶來了一定的影響;其三,某些機(jī)械設(shè)備在24小時(shí)內(nèi)要處于不斷的工作狀態(tài),維護(hù)和保養(yǎng)以及檢修等都較為困難。在這種情況下,便會出現(xiàn)煤礦機(jī)械的失效,并主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:首先,煤礦機(jī)械齒輪會在一定程度上出現(xiàn)磨損等情況,主要是齒輪在進(jìn)行運(yùn)作的過程中會進(jìn)入一系列的顆粒,這些顆粒會造成齒面損壞。其次是會受到破壞性點(diǎn)蝕和疲勞剝損,在進(jìn)行齒輪工作的過程中,齒輪的實(shí)際承受力和接觸應(yīng)力會受到一定程度上的變化,并出現(xiàn)點(diǎn)蝕,這種點(diǎn)蝕會造成齒廓的破壞,甚至造成齒輪殘留過高的內(nèi)應(yīng)力。最后是煤礦機(jī)械齒輪在進(jìn)行運(yùn)作的過程中會出現(xiàn)疲勞斷裂和超負(fù)荷斷裂等情況,主要體現(xiàn)在齒根的結(jié)構(gòu)、超負(fù)荷以及角度誤差等導(dǎo)致突發(fā)的應(yīng)力逐漸增大,甚至發(fā)展到整個(gè)齒根出現(xiàn)斷裂。除了上述的幾種情況之外,還由于膠合以及塑性流動的原因,都會造成煤礦機(jī)械齒輪在運(yùn)作的過程中失效。
2點(diǎn)線嚙合齒輪傳動的特點(diǎn)及相關(guān)公式
2.1特點(diǎn)
點(diǎn)線嚙合齒輪傳動在運(yùn)行的過程中具有以下幾個(gè)特點(diǎn),首先是由于點(diǎn)線嚙合齒輪傳動與漸開線齒輪轉(zhuǎn)動的情況一樣,具有可分性,并不會因?yàn)槌霈F(xiàn)誤差而影響傳動比和接觸線的相關(guān)位置。其次點(diǎn)線嚙合齒輪傳動具有一定的強(qiáng)度和較長的壽命,當(dāng)應(yīng)用在運(yùn)煤和采煤等相關(guān)的工作中,并不會由于出現(xiàn)的一些細(xì)小問題而造成整個(gè)點(diǎn)線嚙合齒輪傳動的使用壽命縮短,而且在運(yùn)行的過程中更是可以承受一定的工作強(qiáng)度。最后,點(diǎn)線嚙合齒輪傳動的噪聲較低且小齒輪的齒數(shù)較少,齒輪在進(jìn)行運(yùn)作的過程中會存在端面的重合度和軸向的重合度,重合度較大且接觸的精準(zhǔn)度較高,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。因此,點(diǎn)線嚙合齒輪傳動具有較小的噪音,由于點(diǎn)線嚙合齒輪的齒高要比漸開線的齒高略短,可以采用正變位。
3點(diǎn)線嚙合齒輪傳動測試及失效分析
3.1點(diǎn)線嚙合齒輪傳動測試
當(dāng)前所進(jìn)行的點(diǎn)線嚙合齒輪傳動測試主要是在軟齒面以及硬齒面的齒輪轉(zhuǎn)動的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,也通過了大量的工業(yè)試驗(yàn),從而證明了點(diǎn)線嚙合齒輪傳動的優(yōu)越性,首先是進(jìn)行效率測試,通過相關(guān)研究表明,點(diǎn)線嚙合齒輪減速器的效率可以達(dá)到99%以上。其次是進(jìn)行噪音測試,根據(jù)不同功率,相關(guān)的分析儀對點(diǎn)線嚙合齒輪的頻率進(jìn)行顯示,說明高級速嚙合齒輪的頻率的噪音要小于65dB。
3.2點(diǎn)線嚙合齒輪失效分析
漸開線的齒輪轉(zhuǎn)動經(jīng)過多年的研究和發(fā)展已經(jīng)取得了一定的成果,對于接觸強(qiáng)度的失效分析可知,點(diǎn)線嚙合齒輪發(fā)生點(diǎn)蝕的情況一般出現(xiàn)在低速級,其中的小齒輪點(diǎn)蝕主要發(fā)生在齒的根部,大齒輪點(diǎn)蝕主要發(fā)生在齒的頂部。從實(shí)際的位置上來講,點(diǎn)線嚙合齒輪與漸開線齒輪存在一定程度上的不同,但相同之處都發(fā)生在節(jié)線的附近,因此節(jié)線附近為單對齒的接觸,其實(shí)際的接觸應(yīng)力較大,這更在一定程度上說明節(jié)線的附近是接觸強(qiáng)度過程中的薄弱環(huán)節(jié),在進(jìn)行彎曲強(qiáng)度失效分析的過程中發(fā)現(xiàn)齒出現(xiàn)折斷的位置主要在低速級的大齒輪周邊,并處于全部折斷的狀態(tài),在這過程中漸開線斜齒輪主要呈傾斜的狀態(tài)折斷,并處于月牙形狀折斷。
4點(diǎn)線嚙合齒輪傳動的實(shí)際設(shè)計(jì)
點(diǎn)線嚙合齒輪經(jīng)常應(yīng)用在雙速絞車的運(yùn)行中,而雙速絞車是礦井下的重要輔助運(yùn)輸設(shè)備,本設(shè)計(jì)主要對JSED-14型號的雙速絞車減速機(jī)進(jìn)行改造,其減速機(jī)的相關(guān)參數(shù)。在確定參數(shù)后,還要保證設(shè)備的工作條件處于24小時(shí)的斷工作制,并對安全系數(shù)提出較高的要求,原低速機(jī)的齒輪轉(zhuǎn)動與新的齒輪轉(zhuǎn)動。在確定相關(guān)參數(shù)后,對新舊方案的齒輪副進(jìn)行實(shí)驗(yàn),從中得出新的齒輪副,也就是點(diǎn)線嚙合齒輪傳動較以往具有一定的優(yōu)越性,在設(shè)計(jì)計(jì)算上更是比以往的開線齒輪好,不僅減少了中心距,更是在一定程度上減小了體積和質(zhì)量,更加適應(yīng)煤礦井下的相關(guān)工作。因此,煤礦機(jī)械用點(diǎn)線嚙合齒輪的傳動在一定程度上對整個(gè)煤礦行業(yè)的運(yùn)輸和技術(shù)方面的發(fā)展都起到了一定的幫助。
5結(jié)束語
對煤礦機(jī)械用點(diǎn)線嚙合齒輪傳動設(shè)計(jì)及失效分析進(jìn)行研究具有一定現(xiàn)實(shí)意義,只有進(jìn)一步提升煤礦機(jī)械的實(shí)際運(yùn)作能力,并對煤礦機(jī)械以往工作中所面臨的問題進(jìn)行有效的解決,才能更好的推進(jìn)我國煤礦事業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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[2]李忠貞.煤礦機(jī)械磨損失效分析方法和抗磨措施[J].煤礦現(xiàn)代化,2017(3):92-93
作者:閻虹 單位:陽泉煤業(yè)集團(tuán)礦山救護(hù)大隊(duì)