研究采煤机行走轮齿的断齿原因与改进措施
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摘要：采煤机在实际应用过程中，行走齿轮是其中非常重要的零部件之一。在采煤机的运行过程中，要想保证整个运行过程的稳定性和合理性，就必须要保证行走齿轮的轮齿具有完整性特征。因此，本文针对采煤机行走轮齿出现断齿的原因进行分析，并且结合实际情况，提出有针对性的改进措施，为采煤机的运行稳定性提供有效保障。
关键词：采煤机;行走轮齿;断齿原因;改进措施
在井下煤炭的开采过程中，采煤机的作用尤为重要，因此，对井下作业而言，其可靠性与安全性影响极其深远。对于采煤机而言，其外牵引损坏形式主要为行走齿轮的轮齿断裂，若轮齿出现非正常断裂，那么不仅会影响设备正常运行，而且还会因地质条件的不断加剧，从而致使损坏程度更加严重。因此，对行走齿轮的断裂与磨损问题的研究势在必行。本文基于对大量行走齿轮轮齿断裂状况的分析，并结合有关文献，对产生轮齿断裂因素进行分析，最后在此基础上提出了相应的改善与优化措施。
1行走齿轮损坏原因分析
基于同种工况下不同行走齿轮与非同种工况下同种行走齿轮的对比，对行走齿轮轮齿断裂问题进行分析。
1.1行走齿轮形状和工艺的影响
据跟踪调查发现，在同种工况下，因不同行走齿轮的不同寿命，从而致使其齿根与齿长在过渡圆角偏小时常会出现断裂的状况。对于行走齿轮而言，当其轮齿较长时，常会出现销排齿座的干扰状况，不仅如此，还会在啮合过程中提升相互摩擦，从而导致齿轮转动困难的状况，最终出现断裂、磨损以及憋卡等现象;而当齿根的过渡圆角较小时，因齿根强度的降低，故而在其承受较大的弯曲应力时常会出现应力集中状况，从而致使断齿或是裂纹等状况的出现。
1.2工况及连接部件的影响
在非同种工况下，对于同种行走齿轮而言，所表现的效果差异极为明显。当所处施工环境为刮板输送机销排布置平顺、巷道平稳或是煤层较软无夹矸时，其使用寿命均相对较长;反之，当煤层的夹矸较多，且较为坚硬时，因其滚筒截齿受力的提升，故而常会致使冲击载荷的形成，从而导致齿轮磨损状况的发生;当行走齿轮进行井下爬坡时，因其不均衡的受力状况，故而常会出现单行走齿轮的磨损或是壓溃等状况[1]。对于行走齿轮而言，其寿命的长短主要取决于销排的布置状况与自身质量，因多数销排均为铸造件，故而均普遍存在着表面粗糙、圆角和倒角处理不当等问题。在安装刮板运输机溜槽时，不仅要确保水平弯曲≤±10，还要保证垂直弯曲≤±30。如果井下的工况或是安装未达到事前条件，那么将会致使销排节距无法实现相互接触。对于存在倾角的工作面而言，因其坡度使得销排存在由机尾滑向机头的趋势，从而导致接口间隙过小，进而造成接口处节距过小的问题发生。
2行走齿轮磨损断裂问题的改进措施
2.1导向滑靴的改进
导向滑靴在采煤机工作时不仅具有支撑与导向作用，还能在一定程度上保护行走齿轮，所以，当其发生磨损后对行走齿轮会产生一定影响，致使其下沉，同时啮合线的位置也会发生改变，向下移动，若其达到行走齿轮的齿根圆处时会与其承受的扭矩相接近，在磨损其硬化层后，会令该部位产生形变，甚至齿形弯曲。加工导向滑靴后，会令其横向与纵向之间的间隙得到保障。此外，容易损坏之处还包括其沟槽处，采取焊接耐磨条的方式有利于磨损程度的降低，使行走齿轮得到保障[2]。
2.2行走齿轮齿形的改进
现如今，摆线与渐开线是行走齿轮较为常见的两种齿廓形状，若采煤机功率相对较大，则选择前者，若功率较小，则选择后者。例如行走齿轮若属于大功率线型，便可优化其齿根网与轮齿长度的圆角，令其加工精度有所提升，且能有效避免尖棱尖角与刀痕。使其刮板运输机与行走齿轮的啮合性能得到有效改善，冲击载荷有所减小。当前齿廓形状利用新工艺与新材料予以优化后得到的新行走齿轮。现如今，在实际使用过程中已较为常见，其应用范围明显扩大，并且与之前相比其寿命与性能得到明显提升，其寿命能够达到原有3倍。
2.3其他影响因素的改善
实际上，行走齿轮和销排齿轮齿条的啮合原理具有一定相似之处，且行走齿轮寿命与销排的安装精度、磨损程度以及表面粗糙程度和齿廓形状具有一定关系。所以对销排进行选择时，不仅要有较少的缺陷，还应具有较高的精度，在安装时也应严格依据相关行业规范进行，为延长其使用寿命，对行走齿轮、平滑靴以及销排与导向滑靴等均应定期检查，若发现有较大磨损，应及时进行维修或更换，从而减少或避免其他部件受到影响。
3结束语
采煤机在实际应用过程中，为了保证在运行过程中的安全性和稳定性，一般情况下，都会保证行走轮齿的完整性。行走轮齿是采煤机在运行过程中必不可少的重要零部件之一，如果行走轮齿出现断齿，那么势必会影响到整个采煤机在运行过程中的状态。因此，需要对齿轮轮齿出现断裂和磨损的原因进行分别的分析和研究，与大量实际应用案例进行结合，这样才能够在实践中提出有针对性的改进措施。这样不仅能够延长轮齿的使用寿命，而且还能够保证采煤机在实际应用过程中的安全性和稳定性。
参考文献：
[1]王学诚.采煤机四轮行走机构关键零件的有限元分析[D].西安：西安科技大学，2015.
[2]陈国强.俄霍布拉克煤矿下1煤1404工作面采煤机行走链轮频繁损坏原因分析及改进对策[J].科技视界，2014（28）：291-292+340.
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