Page 103 - 理化检验-化学分册2017第八期

DOI : １０．１１９７３ / lh jy Ｇwl２０１７０８０１７

采煤机二轴齿轮片状剥落与断齿原因分析

苏 乐,王培科
( 西安煤矿机械有限公司,西安 ７１００３２ )

摘 要: 采用宏观分析、 化学成分分析、 金相及硬度检验、 力学校核及工况条件分析等方法对某采
煤机二轴齿轮片状剥落与断裂的原因进行了分析.结果表明: 由于加工工艺不当导致齿轮齿面存在
磨削淬火层与再回火层, 是该齿轮片状剥落与断裂的主要原因, 并提出了合理的预防与改进措施.
关键词: 齿轮; 片状剥落; 断齿; 加工工艺; 磨削淬火层

中图分类号: TG１１５．２ 文献标志码: B 文章编号: １００１Ｇ４０１２ ( ２０１７ ) ０８Ｇ０６１１Ｇ０４
CauseAnal y sisonFlakin g andToothBreakin g of

theSecondShaftGearofaShearer

SULe , WANGPeike
( Xi ’ anCoalMinin g Machiner yCo． , Ltd． , Xi ’ an７１００３２ , China )

Abstract : Causesfortheflakin gandtoothbreakin gofthesecondshaftg earofashearerwereanal y zedb y
meansof macrosco p icanal y sis , chemicalcom p ositionanal y sis , metallo g ra p hi cexaminationand hardnesstest ,
combinedwithmechanicalcheckin gandworkin gconditionanal y sis．Theresultsshowthattherewereg rindin gand
q uenchin g la y erandreＧtem p erin g la y eronthetoothsurfacebecauseoftheim p ro p erp rocessin gtechnolo gy , which
wasthemaincausefortheflakin gandtoothbreakin goftheg ear．Somereasonablep reventionandim p rovement
measureswerealsop ro p osed．
Ke y words : ear ; flakin g ; toothbreakin g ; p rocessin g technolo gy ; g rind in gandq uenchin g la y er
g
某公司生产的采煤机在某矿使用３个月、 累计采 前推进快, 煤层来压慢, 采煤机切割过后都是较齐的
煤约５４万t后, 左摇臂出现冲击噪声异响, 严重影响 煤壁, 比较坚硬.为防止此类事件再次发生, 笔者对
采煤效率, 采用艾默生公司生产的 CSI２１４０振动分析 失效采煤机轴齿轮进行了检验和分析.
仪对摇臂的各个齿轮传动部位进行检测, 发现二轴的
１ 理化检验
振动频率及振幅较大, 将摇臂拆开后发现轴齿轮齿面
出现片状剥落与断齿现象.此矿位于陕北侏罗纪煤 １．１ 宏观分析
田, 开采的工作面煤层平均厚度 ４．３６m , 结构较复杂, 失效轴齿轮位于左摇臂二轴部位, 起到传动并减
含夹矸２~３层, 夹矸厚度０．４~０．６m , 顶板岩性多为 速的作用, 与其啮合的惰轮并未发生损坏, 而此轴齿
细砂岩、 粉砂岩, 次为泥岩; 底板岩性以粉砂岩为主, 轮轮齿的部分齿面节圆附近发生剥落与断齿, 剥落深
其次为泥岩及细砂岩.煤层硬度系数 f 为 ３~４ , 工 度为０．５~１．８mm , 断口呈疲劳断裂特征, 疲劳源位于
作面长度３１０m , 走向长度约 ２２６０m , 设计年采煤量 轴齿轮轮齿齿面剥落点, 此轴齿轮模数m＝９ , 齿数
３５０万t , 工作面来压较慢, 初采都采用强行放顶, 向 z＝３９ , 其中有４个连续齿的同侧齿面发生损坏, 剥落
区面积分别约为１０mm×５１０mm , ９mm×５１０mm ,
１０mm×５００mm , ８mm×２８０mm , 见图１和图２ .
收稿日期: ２０１７Ｇ０３Ｇ２８
１．２ 化学成分分析
作者简介: 苏 乐( １９８３－ ), 男, 工程师, 主要从事失效分析及新
在失效齿轮上取样进行化学成分分析, 结果见
材料研究工作
通信作者: 王培科( １９８３－ ), 男, 工程师, 主要从事失效分析及新 表１ , 由此判定齿轮材料为１８Cr２Ni４WA 钢, 且各元
素含量均符合 GB / T３０７７－２０１５ 技术要求.
材料研究工作, １３８９２８１１０８０＠１６３．com
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