摘要：矿山提升机在矿山开采的过程中发挥着非常重要的作用。提升机减速器是其重要的组成部件之一，对其进行故障监测具有非常重要的意义。本文从箱体、齿轮和润滑油泄露、轴承等方面分析了煤矿矿井提升机减速器常见故障的原因，提出提升机减速器箱体、齿轮故障、冷却装置的优化策略。
关键词：矿井提升机；减速器；常见故障；优化策略
引言
在煤矿提升机当中，减速器是至关重要的组成部分之一。减速器发生问题势必导致提升机的效率受到影响，不仅影响了煤矿企业的正常生产还可能给操作人员的生命安全带来隐患。因此探究如何煤矿提升机减速器常见故障的应对方案是煤矿企业应该着重思考的问题。
1减速器的功能和提升机的载荷特点
1.1减速器的功能
煤炭生产中，煤矿提升机是必不可少的一部分。煤矿提升机减速器的功能实际上是将正常电机变为减速电机，由此使电机的转矩增加，继而使电机的输出动力转变成提升卷筒所需要的运行转速，这样电机就能够承受更大的负载。在实际的使用过程中需要根据提升机具体荷载的设计来选择相应的减速器，但是减速器的工作原理大同小异，因而煤矿提升机减速器的常见故障解决方案基本上能够适用于所有的减速器。
1.2提升机的载荷特点
矿井提升机的工作范围是在矿井井下和地面，它是矿山开采过程中重要的纽带，发挥极其重要的作用。多数是三班运行，启动、制动非常频繁，且正反向运转，启动时的尖峰负荷一般是正常工作负荷的1.5～2倍。在一个工作循环中，提升机提升、下放时负荷变化曲线随提升容器和装卸方式的不同而有所差异。
2煤矿矿井提升机减速器常见故障
2.1箱体变形
箱体是矿井提升机的重要组成部分之一，其强度、刚度和使用寿命会对工作能力方面产生直接的影响。一般来说，只要确保满足刚度条件，则其所需强度都能得到保障。除非箱体受到意外荷载或是巨大冲击荷载作用力时，才需将其强度计算出来。如果情况较为特殊，则应当采用有限元分析方法来分析箱体结构，从而提升箱体设计的可靠性，同时还能有效节省材料，减少生产成本。在安装前，因为运输起吊的原因导致箱体出现变形的，则必须在安装过程中予以校正；如变形位置位于水平方向，则可以采用加垫片或者对地脚螺栓进行调整的方法来进行处理；如箱体在轴向缩短或是伸长，但是不影响正常工作的，可以不予以处理。在使用减速器时，因为基础变形或是地脚螺栓松动而导致箱体变形的，则可以采取紧固地脚螺栓或是增加、减少垫片的方式来降低减速器箱体变形度。
2.2齿轮的损伤与失效
2.2.1胶合故障
在设定的压力下相啮合齿面润滑油膜破裂就是我们所说的胶合，金属与金属相互接触导致相融相连，并在齿面运动情况下金属发生脱落的一类齿面损伤。通常是在滑动方向出现粘连撕伤沟痕，如若情况严重的，会使整体齿面齿廓都出现损坏。
2.2.2断齿故障
齿轮的局部和整体产生断裂的现象就被称之为断齿根据形成齿轮断裂的特征可划分成疲劳折断、塑变折断以及过载折断三方面。其中疲劳折断产生的原因主要在于受到重复的巨大的交变应力影响，使得疲劳裂纹逐渐增大，导致轮齿剩余截面上的应力大于其承载范围，于是出现荷载过度而导致折断的情况。塑变折断主要是因为受到远远大过于材料强度的集中应力影响或是由于运转过程中温度过高而使得齿轮材料强度下降，导致轮齿塑变，进而出现折断。而过载折断指的是在荷载严重大于齿轮应力极限值而导致齿轮折断。
2.2.3裂纹故障
在一般情况下，齿轮裂纹会常常出现在轮毂、轮齿、轮辐、轮缘等部位。按照裂纹形成的特点能够将其分为使用裂纹与制造裂纹两方面。使用裂纹常常出现在应力集中的部位，制造裂纹主要是由于制造过程中存在的缺陷而导致的。
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2.2.4齿面疲劳
当齿轮受到很大的接触剪切应力的时候就会出现齿面疲劳，使得齿轮表层、表面以及次表面出现疲劳裂纹，且裂纹继续扩大而产生的一类齿面损伤。其特点在于会出现齿面金属的移失，并有凹坑出现在齿面上。通常情况下，是由相啮合齿面的应力循环次数与接触能力决定了齿面疲劳程度。
2.3提升机减速器润滑油泄露
通过实际情况来看，矿井提升机减速器会受到煤矿生产环境的影响，所以一般会采用闭式，即轴承与齿轮等零件在清洁且高度润滑的环境开展工作，这就意味着减速器中需要使用到大量的润滑油。从实际情况来看，矿井提升机减速器润滑油出现泄漏也是其常见故障之一，根据设备密封接合面是否存在相对运动来看主要有动与静密封润滑油泄漏两方面。其中导致动密封润滑油泄露原因一般是由于安装不规范或密封件质量不达标所引起，因而在其处置上主要是采取重新安装、密封件更换或进行通气孔扩大等方式，可避免动密封润滑油泄露出现；而静密封润滑油泄露原因在于箱体安装质量不达标、误差超出范围以及密封件质量问题。目前针对静密封润滑油泄露故障处理上主要采取清理后重新密封安装或更换密封件。
2.4提升机减速机轴承失效和损伤
提升机减速器出现损伤故障或者失效情况，是因为受到了很多方面的影响，诸如润滑油性能较差、违规操作或超负荷运转等。目前对提升机减速器轴承故障进行处理时，首先维修人员会对设备运行时温度、噪声以及振动等情况进行观察，随后在确定出可疑点后利用专业仪器开展检测，之后在获取相关数据后进行研究分析确定出故障原因，采取针对性维修措施进行处理，确保矿井提升机减速器正常稳定运行。
3煤矿矿井提升机减速器故障优化策略探究
3.1提升机减速器箱体优化策略
要优化提升机减速器箱体，主要体现在刚度、强度以及可靠性这三个最重要的方面。首先，箱体刚度优化上，煤矿企业应充分结合矿井提升机减速器使用环境、工作强度等实际情况分析箱体刚度数据，随后据此进行提升优化。其次，计算箱体所承受最大冲击载荷，之后根据数据进行强度提升。最后借助于有限元方法开展减速器箱体结构分析，之后在此基础上通过其他设计来提升可靠性。
3.2齿轮故障的优化策略
首先，要提高齿轮的强度和承载力，就要选择硬齿面齿轮。要根据我国渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法（GB/T13480—1997）来设计硬齿面齿轮，并且依据具体制造水准、实际使用情况等因素来对其使用系数进行科学确定，从而确保齿轮强度的可靠性。其次，应当选用具有良好韧性、高强度、良好加工性能以及优良综合力学新更能的齿轮用钢。再者，如若出现齿轮使用裂纹，则应当打磨干净裂纹出的金属，避免由于其周围过于圆滑而导致裂纹扩大的情况出现；如若出现齿面疲劳则可以打磨圆滑点蚀坑边缘，且更换极压润滑油；如若出现胶合，其处理方法与齿面疲劳相同，并且还应及时与制作厂商联系，对原因进行分析，防治该种情况再次发生。
3.3冷却装置的优化策略
要提高减速器的散热效果就应该选用冷却装置，进而降低其产生的热量。只有降低减速器功率损失，才能够实现节约能耗、高效的目的。通常情况下润滑剂的粘度对齿轮的搅油损失产生一定影响，润滑剂粘度低则能够减少搅油损失。此外，润滑剂的类型还会对齿轮的啮合损失造成影响，如若采用合成润滑油，则能有将所将至一般的啮合损失。在特定条件下，合成润滑油还能够减少约70%的功率损失，但必须严格选择合成润滑油，并且要对其与油漆和标准密封材料共容问题进行详细检查。
结语
煤矿提升机发挥着不可替代的作用，一旦其出现故障势必导致生产的停滞，为煤矿企业带来诸多的经济损失，因此制定出煤矿提升机减速机的常见故障的解决方案，对于保障煤炭企业的正常生产具有重要的意义。
参考文献：
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[3]梅轩.矿井提升机减速器故障诊断技术及排除方法探讨[J].科技创新与应用，2014（3）：82.
论文作者:徐晓晓,徐帅
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/30
标签：减速器论文; 提升机论文; 箱体论文; 齿轮论文; 矿井论文; 裂纹论文; 煤矿论文; 《电力设备》2017年第26期论文;