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摘要：在新经济常态下，社会发展对能源的需求量在不断增加，作为煤炭资源，属于其中重要的组成部分，为了实现能源开采和利用的合理化，推动发展的可持续性，需要对相关的技术和设备进行创新和改进，保证其能效最大化。本文所研究的煤矿机械传动齿轮损坏原因及解决方案，就是为了实现这一目标。下面笔者根据相关的研究经验和理论知识，对这一问题进行深度解析，为相关方面的工作开展提供借鉴。
关键词：煤矿；机械；传动齿轮；损坏原因；解决方案
引言
生产力的提高是社会发展的主要动力和基本体现，用机械代替手工也成为了一种发展趋势。在煤矿业发展过程中，机械传动齿轮的使用在不断增加，有关齿轮损坏原因的分析和解决方案的制定成为了当下研究的热点话题。本文以机械传动齿轮的组成为研究切入点，分析其损坏的原因和判断方法，并对损坏情况进行分类，然后采取针对性的解决措施，助力于齿轮使用寿命的增加和使用过程安全性的提高。
1、煤矿机械传动齿轮构成
通常情况下，在煤矿开采过程中，使用的转动齿轮组成主要分为两个部分，分别是支撑部分和转动部分，其中支撑部分主要的构成是支撑件，包括箱式和轴承两个主体部分，转动部分主要由传动轴和传动齿轮组成。从总体上来概括，齿轮的构成分为结构和动力运转两个层面，支撑部分属于实体结构，转动部分属于动力运行[1]。
对于实际运行过程中，对齿轮运行的影响因素较多，包括静动力、传动精度、齿轮之间的啮合程度以及动态特性，除此以外，在现实当中，还存在一些不可避免的影响因素，比如说运行过程中的应力和振动，都会影响齿轮的工作状态。可以将影响因素进行划分，分为主观因素和客观因素，主观因素主要包括技术和监管，客观因素属于一种不可避免的影响。在对影响因素进行检测过程中使用的是模型分析法。
图1 煤矿机械传动齿轮
2、煤矿机械传动齿轮损坏判断和原因分析
2.1损坏判断
损坏判断是保证机械传动齿轮高效优质运行的前提，在具体工作当中，使用的方法主要是通过相应特征数据的监测和分析，得出判断结果。采用的是定量与定性分析相结合的模式，包括传动齿轮运行状态和振动量两个主要元素，其中，对于传动齿轮的运行状态分析，主要是对支撑箱体表面的数据进行检测，一些常规问题主要是齿轮表面破损和齿轮内部损坏。在具体检测过程中，检测方法主要包括解析模型、信号处理和知识方式三种。
对于解析模型法，无需对实物进行建模分析，可以直接使用波形来分析实际情况，可以达到精准、高效且便于操作的目的，但是，没有建模分析的支持会影响结果的可靠性，所以说，这一模式还存在一定的不足。对于知识方式诊断法，在综合考虑建模分析和信号处理模式的不足之后，进行了针对性改进，通过信息收集，进行针对性分析，数据具有可靠性，且分析过程具有综合性，使相应的结果具有客观性。信号分析方法与之具有一定的相似之处，这里不做赘述，但是，与之相比，缺乏相应的逻辑分析过程，深度不够。
振动量检测包含在齿轮运行状态测量过程中，需要进行分类统计。
2.2齿轮损坏原因分析
经过总结，对于机械齿轮的损坏原因包括三个方面。其一，齿轮自身设计存在问题，导致其质量较差，在实际工作过程中，增加了损坏风险和损坏程度，主要体现在齿轮材质选择、齿轮制作模型设计等等；其二，齿轮制作过程存在问题，具体体现在浇筑过程温度控制不科学，气孔存在缺陷，热处理环节不规范等等，导致齿轮硬度不够，出现裂痕，影响齿轮的承载力，使其使用寿命降低；其三，齿轮在使用过程中，存在着安装不合理及操作不当的行为，导致齿轮安装不稳固、位置出现偏差等等，致使工作过程中受力情况发生变化，从而导致其发生破损。比如说齿轮的水平度、中心距、平行度等等[2]。
图2 齿轮啮合图片
3、齿轮损坏分类和解决措施
3.1齿轮损坏分类
对于齿轮的损坏影响因素较多，在进行类别划分时，主要分为先天性原因，主要是齿轮的制造存在问题，质量不符合相关要求。除此以外，就是后天性原因，主要是使用不当、安装不规范，操作不合理，生产环境的以及生产工艺的影响。在这一过程中，有些原因是在所难免的，只能是尽量降低影响，比如说齿轮之间的啮合会产生摩擦，从而产生损坏。对于损坏的影响可以分为局部损坏和分布式损坏两大类型[3]。
3.2煤矿机械传动齿轮损坏检测方法和解决方案
（1）检测方法
对于检测方法，主要分为简单检测方法和精准判断法两种。对于简单检测方法，使用的主要是啮合频率，其计算公式如下所示：
fm=Z1n1/60
在计算公式当中，Z1代表的是小齿轮的齿数，n1代表的是小齿轮的转数。具体测量时，使用的是传感器，且合理设置传感器位置，与此同时，为了保证测量分析的准确性，要对每次的测量位置进行记录。
准确判断法主要是根据相关的判断元素特征表现进行综合分析。第一，当齿轮损坏时，多次频率分量的幅值会发生变化，明显增加，啮合频率和谐频分量基本不变；第二，如果幅值和谐频分量增加，可以判断齿廓和齿根存在问题；第三，如果固有频率发生变化，幅值发生变化、频率分量发生变化，则可以判断其发生断齿的现象；第四，通常情况下，齿轮轴位置出现问题，则会导致固有频率低次谐波；第五，对于齿轮制造问题的判断，主要根据独特转频谐波的出现；第六，齿圈发生偏心时，振幅会增加，固有频率和啮合频率也会产生高频调幅信号；第七，齿轮发生角速度变化时，最明显的判断依据是，出现调频信号[4]。
（2）解决措施
第一，合理进行机械传动齿轮的设计，保证齿轮设计的质量，在这一过程中，要严格把控材料关，进行严格的检查，并对模型设计进行合理优化，对模型浇铸过程进行严格监督，并对每一个成品进行质量测试，使用先进的工艺和优质的钢材，与此同时，还要合理控制生产过程的温度；第二，对于齿轮的安装工作，要进行精准的把控。使用先进的测量仪器，保证安装位置的准确性，还要对安装之后的齿轮进行校正，并试运行，然后分析安装是否合理。安装过程需要专业人士进行现场监督和指导；第三，有效进行齿轮的热处理，增强齿轮的轻度，降低磨损，通常使用碳和氮的融合技术，融入深度不能超过0.2mm，然后进行油浴人工处理；第四，进行合理的运维工作。在齿轮进入工作状态之后，要进行实施的动态监控，及时了解齿轮运转信息，并由专人负责日常的运维工作，进行润滑油添加和更换、停运检修、数据分析等等[5]。
结束语
综上所诉，对于煤矿机械传动齿轮的损坏要加强防控和监管力度，使用合理的原材料，注重设计工艺的改进，规范安装程序，保证安装位置的精确度，与此同时，要对其使用过程进行动态管控和合理维护，选择针对性的磨损检测手段，提高判断的准确性，提高齿轮的使用寿命，降低事故率。为煤矿企业安全生产，提高生产效率奠定基础。
参考文献
[1]张玉玉.分析煤矿机械传动齿轮失效形式[J].黑龙江科技信息,2015(23)：12-13.
[1]于忠辉.浅谈煤矿机械传动齿轮损坏原因及改进方法[J].商品与质量?学术观察,2014(2):325-325.
[3]高慧.煤矿机械传动齿轮损坏原因及解决方式[J].机械管理开发,2016,31(5):177-179.
[4]王晓波.浅析煤矿机械传动齿轮失效原因与改进[J].科学与财富,2016,8(1)：23-23..
[5]刘玉武.煤矿机械传动齿轮损坏原因及解决方法[J].中国机械,2014(6):224-225.
论文作者:石本华,江治明
论文发表刊物:《防护工程》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/6
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