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摘 要：众所周知，齿轮的质量不达标或者失效就会给煤矿工作带来一定的影响，轻者会降低工作效率，延长工作时间，严重的就会造成煤矿开采施工人员的生命财产安全。因此，齿轮的质量问题一直是人们所关注的对象。要分析产生质量问题的主要原因，进而采取相關的措施对其进行维护。本文主要对煤矿机械传动齿轮质量和使用寿命问题进行了有效地研究，尽量做到减少机械设备的故障问题，提高工作效率。
关键词：煤矿机械；传动齿轮；使用寿命
对于煤矿的开采工作来说，所用的机械设备体型都较为庞大，同时施工环境也很复杂，传动齿轮所受到的压力较大，再加之润滑条件很到达到标准。这些因素都会导致煤矿工作出现各种问题。只有从提高齿轮的质量和使用寿命等方面下功夫，才能有效地保证煤矿机械的工作效率和煤矿开采工作的工作效率。
1 齿轮的实效形式及原因
1.1 轮齿的折断
造成轮齿断裂的原因有很多种，其中较为常见的是齿轮在受到较高荷载的时候发生弯曲，进而导致折断。所以在齿轮工作的时候要特别注意轮齿所受到的应力，不要长期的将齿轮置于疲劳的工作状态下，避免高负荷工作，这样才能保证轮齿的正常运行，减少断裂的出现几率。
1.2 齿面的磨损
齿面的磨损也是齿轮工作的工程中经常出现的问题。由于工作环境不同，齿面会遇到一些铁屑或者砂砾的物质，这些细小的物质在短期内不会造成严重的影响，但是如果长时间工作就会造成齿面的大面积磨损，如果不进行有效地保护就会导致齿面的破坏，终止整个齿轮的寿命。
1.3 齿面的点蚀
如果齿轮的润滑情况较好，那么出现点蚀现象的可能性就会很大。点蚀是由于齿面的磨损而产生的点状的受损现象。这与齿面的材料发生变化的情况有直接的关系。接触应力的不断加大就会造成点蚀的产生。
1.4 齿面的胶合
齿面胶合的现象主要产生于一些高荷载的工作中，在齿轮转动的过程中，由于承受的重量较大，齿轮的转动速度又不断加快，就会产生齿轮表面的高温现象。齿轮的材质就会发生变形和粘合的状态，处于高速旋转状态下的齿轮就会产生撕裂的现象，进而形成较为严重的裂痕，总称为齿面的胶合。
1.5 齿轮的塑性变形
一旦出现齿轮的塑性变形，齿轮基本上就会出现报废的现象了。这也是在较强的应力作用下，齿轮的材料发生了形变。主要也是因为齿轮的硬度较低。这是一种永久性的齿轮形变，没有恢复的可能了。
2 齿轮失效的具体原因分析
2.1 对齿轮的设计不够合理
煤矿工作的环境较为复杂，而且强度也很大，工作量也很多。在对齿轮进行设计的时候不能单纯的按照普通齿轮的设计方法来进行，要注意齿轮的材质，硬度和承受应力的能力等等因素。煤矿工作的特殊性，使得齿轮的设计也存在着特殊性，需对设计人员有着较高的要求，其专业性要很强，经验也要非常丰富。能够将各方面的参数设计准确，避免出现齿轮损坏的现象，最大限度地延长齿轮的使用寿命。
2.2 加工工艺的缺陷
对其加工工艺的控制也是在齿轮的制作阶段需要注意的问题。如果没有充分认识到齿轮的工作强度和工作环境的特殊性，对于制作技术要求不够严格就会使得齿轮出现一系列的质量问题。要特别注意的几方面主要是：一是对齿轮的质量进行严格的要求；二是注意齿面的相对硬度；三是齿轮的模数要充足等等。
2.3 安装不规范
齿轮的安装过程是保证质量问题的最后一个环节，要根据标准的安装精准度来进行齿轮的安装工作。齿轮的轴心线要有一定的平行度和水平度，轮齿啮合的间距。需要注意的是齿轮在安装完成后要进行一段时间的磨合才能正式地投入使用。如果没有按照相关的标准就会造成齿轮的过早疲劳，对其质量和使用寿命都会带来一定的影响。同时在投入使用的时候一定要注意齿轮的润滑工作，尽量不要使接卸设备减速器内出现杂物，也不要进行不规范的操作。只有这样才能保证齿轮的使用寿命。
3 提高齿轮质量及使用寿命的途径
3.1 从设计上着手在不改变齿轮外形尺寸的前提下，如何提高齿轮的强度和寿命是一个亟待解决的重要问题
煤矿机械由于其工作条件的特殊性，首先要从设计上入手，改变设计参数要求，增大齿轮应力极限强度以及屈服强度等，这就需要进一步优化设计参数，进一步突破科研技术的限制。一般情况下，优化设计的内容主要有强度计算公式的修正、齿轮载荷的精确计算、优化齿形结构、合理选择材料、提高表面光滑度、有效的润滑度以及合理的硬度和装配要求等。
3.2 材料的选择方面由轮齿一般的失效形式可以知道，设计齿轮传动时，应该保证齿面具有较高的抗磨损、抗点蚀、抗胶合以及抗塑性形变的能力，而齿根必须要有高的疲劳强度，也就是说要有较高的抗折断能力。所以说，对齿轮材料的基本要求就是齿轮的齿面要硬，而齿芯要有较好的韧性。一般而言，矿山机械设备的齿轮传动功率很大，工作速度较低，周围环境中煤炭粉尘含量较高，根据这一具体使用环境，煤矿机械设备传动齿轮往往选择铸钢或铸铁等材料，当然这也要根据具体情况进行选择。
3.3 从加工工艺和热处理方面入手提高齿轮加工精度以及表面硬度，还要注重表面的强化处理
为了减少齿轮在传动中的磨损现象，一般是降低齿轮的表面粗糙度和提高加工精度。在进行齿轮加工时，每一步工序都应该按照设计标准规范进行操作，要分清粗滚、精滚工序的流程，先用滚刀进行粗切，然后再用专用的滚刀进行精加工，保持滚刀精度并用百分表来控制切齿深度，误差控制在零位附近，确保加工精度。还有就是齿轮的表面粗糙度必须达到设计要求，通常情况下采用研磨、磨削以及抛光等工艺手段可以改善齿轮齿面的粗糙度，有利于增加齿轮的使用寿命。另外就是对齿面的修形、齿形修缘等，能减轻啮合过程中偏载现象，提高齿轮承载能力。
3.4 加强齿轮润滑性能，防止磨损过快齿轮的润滑应该引起足够的重视，应按照理论规律进行齿轮润滑参数设计，同时要根据不同的齿轮材质，选用不同的油脂，一般对于传递负荷较轻的齿轮，应该选用纯矿物油，而对于传递负荷较大，且所处工作环境较为复杂的齿轮，应该选用极压齿轮油。润滑油粘度选择的主要依据是齿轮的切线速度，对于速度不高的齿轮，宜选用黏度高一些油来润滑，对速度较高的齿轮传动，要用喷油润滑，宜选用黏度低的润滑油。
结束语
煤矿机械传动齿轮是整个传动设备的核心部件，所以说它的使用寿命就决定着整个机械设备的使用寿命。煤炭的开采关乎着国家的经济发展，要从根本上着手，不断结合实际情况，去探索提高齿轮质量和使用寿命的有效途径，减少煤矿安全事故，增大产出，为国家的建设贡献出更大的力量。
参考文献
[1]П.В.谢明恰，Ю.А.齐斯林，沈尔昌.提高煤矿机械齿轮强度和寿命的途径[J].煤矿机电，1984（05）.
[2]韩芸芳.煤矿机械传动齿轮质量及使用寿命研究[J].煤炭技术，2014（02）.
关键词：煤矿机械；传动齿轮；使用寿命
对于煤矿的开采工作来说，所用的机械设备体型都较为庞大，同时施工环境也很复杂，传动齿轮所受到的压力较大，再加之润滑条件很到达到标准。这些因素都会导致煤矿工作出现各种问题。只有从提高齿轮的质量和使用寿命等方面下功夫，才能有效地保证煤矿机械的工作效率和煤矿开采工作的工作效率。
1 齿轮的实效形式及原因
1.1 轮齿的折断
造成轮齿断裂的原因有很多种，其中较为常见的是齿轮在受到较高荷载的时候发生弯曲，进而导致折断。所以在齿轮工作的时候要特别注意轮齿所受到的应力，不要长期的将齿轮置于疲劳的工作状态下，避免高负荷工作，这样才能保证轮齿的正常运行，减少断裂的出现几率。
1.2 齿面的磨损
齿面的磨损也是齿轮工作的工程中经常出现的问题。由于工作环境不同，齿面会遇到一些铁屑或者砂砾的物质，这些细小的物质在短期内不会造成严重的影响，但是如果长时间工作就会造成齿面的大面积磨损，如果不进行有效地保护就会导致齿面的破坏，终止整个齿轮的寿命。
1.3 齿面的点蚀
如果齿轮的润滑情况较好，那么出现点蚀现象的可能性就会很大。点蚀是由于齿面的磨损而产生的点状的受损现象。这与齿面的材料发生变化的情况有直接的关系。接触应力的不断加大就会造成点蚀的产生。
1.4 齿面的胶合
齿面胶合的现象主要产生于一些高荷载的工作中，在齿轮转动的过程中，由于承受的重量较大，齿轮的转动速度又不断加快，就会产生齿轮表面的高温现象。齿轮的材质就会发生变形和粘合的状态，处于高速旋转状态下的齿轮就会产生撕裂的现象，进而形成较为严重的裂痕，总称为齿面的胶合。
1.5 齿轮的塑性变形
一旦出现齿轮的塑性变形，齿轮基本上就会出现报废的现象了。这也是在较强的应力作用下，齿轮的材料发生了形变。主要也是因为齿轮的硬度较低。这是一种永久性的齿轮形变，没有恢复的可能了。
2 齿轮失效的具体原因分析
2.1 对齿轮的设计不够合理
煤矿工作的环境较为复杂，而且强度也很大，工作量也很多。在对齿轮进行设计的时候不能单纯的按照普通齿轮的设计方法来进行，要注意齿轮的材质，硬度和承受应力的能力等等因素。煤矿工作的特殊性，使得齿轮的设计也存在着特殊性，需对设计人员有着较高的要求，其专业性要很强，经验也要非常丰富。能够将各方面的参数设计准确，避免出现齿轮损坏的现象，最大限度地延长齿轮的使用寿命。
2.2 加工工艺的缺陷
对其加工工艺的控制也是在齿轮的制作阶段需要注意的问题。如果没有充分认识到齿轮的工作强度和工作环境的特殊性，对于制作技术要求不够严格就会使得齿轮出现一系列的质量问题。要特别注意的几方面主要是：一是对齿轮的质量进行严格的要求；二是注意齿面的相对硬度；三是齿轮的模数要充足等等。
2.3 安装不规范
齿轮的安装过程是保证质量问题的最后一个环节，要根据标准的安装精准度来进行齿轮的安装工作。齿轮的轴心线要有一定的平行度和水平度，轮齿啮合的间距。需要注意的是齿轮在安装完成后要进行一段时间的磨合才能正式地投入使用。如果没有按照相关的标准就会造成齿轮的过早疲劳，对其质量和使用寿命都会带来一定的影响。同时在投入使用的时候一定要注意齿轮的润滑工作，尽量不要使接卸设备减速器内出现杂物，也不要进行不规范的操作。只有这样才能保证齿轮的使用寿命。
3 提高齿轮质量及使用寿命的途径
3.1 从设计上着手在不改变齿轮外形尺寸的前提下，如何提高齿轮的强度和寿命是一个亟待解决的重要问题
煤矿机械由于其工作条件的特殊性，首先要从设计上入手，改变设计参数要求，增大齿轮应力极限强度以及屈服强度等，这就需要进一步优化设计参数，进一步突破科研技术的限制。一般情况下，优化设计的内容主要有强度计算公式的修正、齿轮载荷的精确计算、优化齿形结构、合理选择材料、提高表面光滑度、有效的润滑度以及合理的硬度和装配要求等。
3.2 材料的选择方面由轮齿一般的失效形式可以知道，设计齿轮传动时，应该保证齿面具有较高的抗磨损、抗点蚀、抗胶合以及抗塑性形变的能力，而齿根必须要有高的疲劳强度，也就是说要有较高的抗折断能力。所以说，对齿轮材料的基本要求就是齿轮的齿面要硬，而齿芯要有较好的韧性。一般而言，矿山机械设备的齿轮传动功率很大，工作速度较低，周围环境中煤炭粉尘含量较高，根据这一具体使用环境，煤矿机械设备传动齿轮往往选择铸钢或铸铁等材料，当然这也要根据具体情况进行选择。
3.3 从加工工艺和热处理方面入手提高齿轮加工精度以及表面硬度，还要注重表面的强化处理
为了减少齿轮在传动中的磨损现象，一般是降低齿轮的表面粗糙度和提高加工精度。在进行齿轮加工时，每一步工序都应该按照设计标准规范进行操作，要分清粗滚、精滚工序的流程，先用滚刀进行粗切，然后再用专用的滚刀进行精加工，保持滚刀精度并用百分表来控制切齿深度，误差控制在零位附近，确保加工精度。还有就是齿轮的表面粗糙度必须达到设计要求，通常情况下采用研磨、磨削以及抛光等工艺手段可以改善齿轮齿面的粗糙度，有利于增加齿轮的使用寿命。另外就是对齿面的修形、齿形修缘等，能减轻啮合过程中偏载现象，提高齿轮承载能力。
3.4 加强齿轮润滑性能，防止磨损过快齿轮的润滑应该引起足够的重视，应按照理论规律进行齿轮润滑参数设计，同时要根据不同的齿轮材质，选用不同的油脂，一般对于传递负荷较轻的齿轮，应该选用纯矿物油，而对于传递负荷较大，且所处工作环境较为复杂的齿轮，应该选用极压齿轮油。润滑油粘度选择的主要依据是齿轮的切线速度，对于速度不高的齿轮，宜选用黏度高一些油来润滑，对速度较高的齿轮传动，要用喷油润滑，宜选用黏度低的润滑油。
结束语
煤矿机械传动齿轮是整个传动设备的核心部件，所以说它的使用寿命就决定着整个机械设备的使用寿命。煤炭的开采关乎着国家的经济发展，要从根本上着手，不断结合实际情况，去探索提高齿轮质量和使用寿命的有效途径，减少煤矿安全事故，增大产出，为国家的建设贡献出更大的力量。
参考文献
[1]П.В.谢明恰，Ю.А.齐斯林，沈尔昌.提高煤矿机械齿轮强度和寿命的途径[J].煤矿机电，1984（05）.
[2]韩芸芳.煤矿机械传动齿轮质量及使用寿命研究[J].煤炭技术，2014（02）.