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【摘 要】通过截割减速机性能试验，判断其使用性能是否可靠，从发现异常现象入手，用工艺性手段进行检测分析，运用科学理论计算、论证，从中找出最佳方案。
【关键词】截割减速机；最小侧隙；偏差
前言
截割减速机是两级行星齿轮传动，是掘进机产品中的核心部件，其质量的优与劣，直接影响掘进机产品的使用性能和稳定性。尤其是对关键件的加工、检测和装配手段等精度要求以及对工艺过程的熟练掌握程度尤为重要。特别是截割减速机部件装配后、在总装前进行的性能试验，是检测截割减速机各零部件加工和裝配精度等各项指标是否符合设计和工艺要求，综合性能是否可靠，这一环节至关重要。我们在实际工作中，特别是在新产品研制阶段，经常会在这一环节出现问题。例如在S200掘进机研制阶段，在截割减速机性能试验过程中，就发现过减速机箱体响声异常，并对几种异常现象进行了工艺性检测分析：
1、截割减速机性能试验过程中有规律性的异常响声、箱体发热
首先将￠1.5铅丝同时植入三星齿轮与一级中心轮及三星齿轮与内齿轮啮合处，然后盘动输入端花健套，用三星齿轮与中心轮和三星齿轮与内齿轮啮合后铅丝碾压痕迹来验证三星齿轮与中心轮侧隙及三星齿轮与内齿轮侧隙是否符合理论最小侧隙jbnmin。
最小侧隙jbnmin是当一个齿轮的齿以最大允许实效齿厚与一个也具有最大允许实效齿厚的相配的齿在最小的允许中心距啮合时，在静态条件下存在的最小允许侧隙。
上述是在静态下用铅丝碾压痕迹来测出三星齿轮与中心轮侧隙的平均值是x（mm）、三星齿轮与内齿轮侧隙的平均值是y（mm）。
由齿轮副相啮齿轮齿间间隙定义了解道，侧隙受一对齿轮运行时的中心距以及每个齿轮的实际齿厚所控制。在静态可测量的条件下，必须有足够的侧隙，以保证在带负载运行最不利的工作条件下仍有足够的侧隙。所以根据工业传动装置侧隙计算公式：
jbnmin=2/3（0.06+0.0005ai+0.03mn）——（1）
计算出三星齿轮与中心轮最小侧隙、三星齿轮与内齿轮最小侧隙与用铅丝碾压痕迹测出平均值x（mm）和y（mm）相比较来判断x（mm）值和y（mm）值是否符合在静态条件下存在的最小允许侧隙。式中ai 代表中心距；mn代表法向模数。
我们假设用公式计算出的三星齿轮与中心轮最小侧隙为z（mm）、三星齿轮与内齿轮最小侧隙为e（mm）。如果x≤z、y≤e，说明三星齿轮与中心轮、三星齿轮与内齿轮实际侧隙过小，小于静态下所允许的最小侧隙jbnmin。所以减速机箱体性能试验过程中会出现规律性的异常响声（齿轮副相啮齿轮齿间出现啃齿现象）、箱体发热。同理如果x≤z、y≥e或x≥z、y≤e也会或多或少出现上述现象。我们尽量使x≥z、y≥e，避免出现上述现象，采取的手段是改变中心距偏差、齿厚偏差、内齿轮指改变M值偏差来保证。上述计算分析的是在静态下所允许的最小侧隙理论值，但实际上影响最小侧隙jbnmin的因素有很多。例如：
①箱体轴承座间不同轴（加工误差）和轴承径向跳动导致齿轮轴线偏斜；②安装误差，装配前，各件是否进行了选配；③温度影响（箱体与齿轮零件的温度差、由中心距和材料差异所致）；④中心轮旋转浮动定心受载荷变化所引起的旋转浮动偏差；⑤轴承隔套与一级中心轮轴向间隙调整是否正确；⑥其他因素，包括齿轮副工作速度、负载、润滑条件和润滑方式等。
实际上截割减速机在工作时所承受的冲击负荷和载荷变化是非常大的。当掘进机截割煤岩时，煤岩的反作用力使截割头承受着强大的截割阻力和冲击负荷，由于截割机构的传动为刚性传动，势必将截割阻力和冲击负荷毫无保留地传递至齿轮、轴、轴承等传动件上，所以我们要根据齿轮副的工作条件，如工作速度、温度、负载、润滑条件等通过计算确定齿轮副的最小侧隙jbnmin。
a、补偿温度变化引起的齿轮和箱体热变形所必需的最小侧隙jbnmin1为：
jbnmin1=1000a（a1△t1-a2△t2）2sinan ——（2）
式中：a— 齿轮副中心距（mm）；
a1、a2—分别为箱体、齿轮材料的线膨胀系数；
△t1、△t2—分别为齿轮温度t1、箱体温度t2 与标准温度之差（℃）
△t1=t1-20°，△t2=t2-20°，an—法向压力角。
b、保证正常润滑条件所必需的jbnmin2可根据润滑方式和圆周速度查表（表一）。由计算确定的最小侧隙jbnmin为：
jbnmin= jbnmin1+jbnmin2 ——（3）
由公式（2）我们可以计算出jbnmin1的大小。根据表一，判断润滑方式，
截割减速机的润滑方式属于油池润滑，所以最小侧隙jbnmin2应取（5～10）mn。
实际齿轮副的最小侧隙jbnmin应该是：
jbnmin=jbnmin1+jbnmin2
=1000a（a1△t1-a2△t2）2sinan+（5～10）mn。
公式（3）是我们想要的，但并不是说齿轮副侧隙越大越好，应该有个合理区间，这就需要我们在实践中掌握和摸索，不断地修正关键件的尺寸偏差。齿轮副侧隙大了，超出极限偏差，也会出现异常响声，噪音大，但箱体不发热，截割减速机的可靠性下降，使用寿命降低。
2、截割减速机性能试验过程中有规律性的震动，并伴有异常响声、箱体发热
首先对行星轮、中心齿轮、行星轮架、内齿轮和轴承等进行检测，在装配前是否进行了选配，上述检验无误后，只有两种可能：
①输入端花健套两端花健不同心，而且超差过大；②减速机箱体轴承座间不同心，而且超差过大。
两种现象都会造成截割减速机旋转中心发生偏移，跑合时，箱体会有规律性的震动并伴有异常响声，而且箱体发热。这种现象在我们实际工作中是不允许出现的。现在掘进机配件市场上，各种掘进机配件来源浑浊，许多没有资质的企业和个人都参与进来，有些经销商和用户贪图一时便宜和利益驱动，购得像上述这种现象的截割减速机，把它装配在主机上，作业时，如果受到冲击负荷或载荷变化比较大情况下，极易出现问题。所以说，截割减速机在做性能试验时，发现箱体有规律性的震动，并伴有异常响声、而且箱体发热的减速机，决不能装配在主机上。
3、结语
本文介绍了掘进机产品在研制阶段，截割减速机做性能试验过程中出现的几种异常现象，运用传统的工艺手段进行检测分析，从中找出问题所在，依据科学理论进行计算和论证，经多次实践验证并获得最佳方案。
参考文献
[1]许洪基.陶燕光.雷光/齿轮手册第2版.北京：机械工业出版社，2007
[2]王文斌.林忠钦等/机械设计手册3版.北京：机械工业出版社，2008
作者简介
刘树威（1957），黑龙江鸡西人，工程师，毕业于原黑龙江矿业学院机械制造与设备工艺专业，佳木斯煤矿机械有限公司工艺技术研究院装配所所长，任高级工艺师，从事生产与装配工艺等相关技术工作。
【关键词】截割减速机；最小侧隙；偏差
前言
截割减速机是两级行星齿轮传动，是掘进机产品中的核心部件，其质量的优与劣，直接影响掘进机产品的使用性能和稳定性。尤其是对关键件的加工、检测和装配手段等精度要求以及对工艺过程的熟练掌握程度尤为重要。特别是截割减速机部件装配后、在总装前进行的性能试验，是检测截割减速机各零部件加工和裝配精度等各项指标是否符合设计和工艺要求，综合性能是否可靠，这一环节至关重要。我们在实际工作中，特别是在新产品研制阶段，经常会在这一环节出现问题。例如在S200掘进机研制阶段，在截割减速机性能试验过程中，就发现过减速机箱体响声异常，并对几种异常现象进行了工艺性检测分析：
1、截割减速机性能试验过程中有规律性的异常响声、箱体发热
首先将￠1.5铅丝同时植入三星齿轮与一级中心轮及三星齿轮与内齿轮啮合处，然后盘动输入端花健套，用三星齿轮与中心轮和三星齿轮与内齿轮啮合后铅丝碾压痕迹来验证三星齿轮与中心轮侧隙及三星齿轮与内齿轮侧隙是否符合理论最小侧隙jbnmin。
最小侧隙jbnmin是当一个齿轮的齿以最大允许实效齿厚与一个也具有最大允许实效齿厚的相配的齿在最小的允许中心距啮合时，在静态条件下存在的最小允许侧隙。
上述是在静态下用铅丝碾压痕迹来测出三星齿轮与中心轮侧隙的平均值是x（mm）、三星齿轮与内齿轮侧隙的平均值是y（mm）。
由齿轮副相啮齿轮齿间间隙定义了解道，侧隙受一对齿轮运行时的中心距以及每个齿轮的实际齿厚所控制。在静态可测量的条件下，必须有足够的侧隙，以保证在带负载运行最不利的工作条件下仍有足够的侧隙。所以根据工业传动装置侧隙计算公式：
jbnmin=2/3（0.06+0.0005ai+0.03mn）——（1）
计算出三星齿轮与中心轮最小侧隙、三星齿轮与内齿轮最小侧隙与用铅丝碾压痕迹测出平均值x（mm）和y（mm）相比较来判断x（mm）值和y（mm）值是否符合在静态条件下存在的最小允许侧隙。式中ai 代表中心距；mn代表法向模数。
我们假设用公式计算出的三星齿轮与中心轮最小侧隙为z（mm）、三星齿轮与内齿轮最小侧隙为e（mm）。如果x≤z、y≤e，说明三星齿轮与中心轮、三星齿轮与内齿轮实际侧隙过小，小于静态下所允许的最小侧隙jbnmin。所以减速机箱体性能试验过程中会出现规律性的异常响声（齿轮副相啮齿轮齿间出现啃齿现象）、箱体发热。同理如果x≤z、y≥e或x≥z、y≤e也会或多或少出现上述现象。我们尽量使x≥z、y≥e，避免出现上述现象，采取的手段是改变中心距偏差、齿厚偏差、内齿轮指改变M值偏差来保证。上述计算分析的是在静态下所允许的最小侧隙理论值，但实际上影响最小侧隙jbnmin的因素有很多。例如：
①箱体轴承座间不同轴（加工误差）和轴承径向跳动导致齿轮轴线偏斜；②安装误差，装配前，各件是否进行了选配；③温度影响（箱体与齿轮零件的温度差、由中心距和材料差异所致）；④中心轮旋转浮动定心受载荷变化所引起的旋转浮动偏差；⑤轴承隔套与一级中心轮轴向间隙调整是否正确；⑥其他因素，包括齿轮副工作速度、负载、润滑条件和润滑方式等。
实际上截割减速机在工作时所承受的冲击负荷和载荷变化是非常大的。当掘进机截割煤岩时，煤岩的反作用力使截割头承受着强大的截割阻力和冲击负荷，由于截割机构的传动为刚性传动，势必将截割阻力和冲击负荷毫无保留地传递至齿轮、轴、轴承等传动件上，所以我们要根据齿轮副的工作条件，如工作速度、温度、负载、润滑条件等通过计算确定齿轮副的最小侧隙jbnmin。
a、补偿温度变化引起的齿轮和箱体热变形所必需的最小侧隙jbnmin1为：
jbnmin1=1000a（a1△t1-a2△t2）2sinan ——（2）
式中：a— 齿轮副中心距（mm）；
a1、a2—分别为箱体、齿轮材料的线膨胀系数；
△t1、△t2—分别为齿轮温度t1、箱体温度t2 与标准温度之差（℃）
△t1=t1-20°，△t2=t2-20°，an—法向压力角。
b、保证正常润滑条件所必需的jbnmin2可根据润滑方式和圆周速度查表（表一）。由计算确定的最小侧隙jbnmin为：
jbnmin= jbnmin1+jbnmin2 ——（3）
由公式（2）我们可以计算出jbnmin1的大小。根据表一，判断润滑方式，
截割减速机的润滑方式属于油池润滑，所以最小侧隙jbnmin2应取（5～10）mn。
实际齿轮副的最小侧隙jbnmin应该是：
jbnmin=jbnmin1+jbnmin2
=1000a（a1△t1-a2△t2）2sinan+（5～10）mn。
公式（3）是我们想要的，但并不是说齿轮副侧隙越大越好，应该有个合理区间，这就需要我们在实践中掌握和摸索，不断地修正关键件的尺寸偏差。齿轮副侧隙大了，超出极限偏差，也会出现异常响声，噪音大，但箱体不发热，截割减速机的可靠性下降，使用寿命降低。
2、截割减速机性能试验过程中有规律性的震动，并伴有异常响声、箱体发热
首先对行星轮、中心齿轮、行星轮架、内齿轮和轴承等进行检测，在装配前是否进行了选配，上述检验无误后，只有两种可能：
①输入端花健套两端花健不同心，而且超差过大；②减速机箱体轴承座间不同心，而且超差过大。
两种现象都会造成截割减速机旋转中心发生偏移，跑合时，箱体会有规律性的震动并伴有异常响声，而且箱体发热。这种现象在我们实际工作中是不允许出现的。现在掘进机配件市场上，各种掘进机配件来源浑浊，许多没有资质的企业和个人都参与进来，有些经销商和用户贪图一时便宜和利益驱动，购得像上述这种现象的截割减速机，把它装配在主机上，作业时，如果受到冲击负荷或载荷变化比较大情况下，极易出现问题。所以说，截割减速机在做性能试验时，发现箱体有规律性的震动，并伴有异常响声、而且箱体发热的减速机，决不能装配在主机上。
3、结语
本文介绍了掘进机产品在研制阶段，截割减速机做性能试验过程中出现的几种异常现象，运用传统的工艺手段进行检测分析，从中找出问题所在，依据科学理论进行计算和论证，经多次实践验证并获得最佳方案。
参考文献
[1]许洪基.陶燕光.雷光/齿轮手册第2版.北京：机械工业出版社，2007
[2]王文斌.林忠钦等/机械设计手册3版.北京：机械工业出版社，2008
作者简介
刘树威（1957），黑龙江鸡西人，工程师，毕业于原黑龙江矿业学院机械制造与设备工艺专业，佳木斯煤矿机械有限公司工艺技术研究院装配所所长，任高级工艺师，从事生产与装配工艺等相关技术工作。