（毕业设计全套）MG300700WD型采煤机设计（打包下载）

为此需在摇臂轴小端加外骨架油封将该处与截割部油池分开，改用润滑脂润滑即可根除此处漏油。

滚筒轴的漏油及处理采煤机割煤时，滚筒轴受阻力大且复杂，受切向力轴向力煤壁推力装煤力等。

滚筒既绕滚筒轴转动，还沿滚筒轴垂直面作上下摆动，使油封漏油。

其次，油封外径尺寸偏小导致油沿孔隙漏出，因此检修时应挑合适油封。

另外迷宫间隙大，导致煤粉经过迷宫间隙油封进入或滞留在油封刃口与轴之间，将油封垫起造成漏油，同时加速油封磨损，因此需采用加毛毡或涂密封胶。

壳体盖板的漏油及处理采煤机牵引部泵箱盖的密封最初采用石棉纸垫，由于石棉纸本身渗油，盖板大，不平度大，对纸垫比压不匀导致漏油。

而后又采用橡胶垫，但其在长时间油作用下仍然变形起包开始漏油。

最后采用形密封绳粘接成环形密封盖板，但若粘接不牢也会漏油。

处理措施是粘接处采用大斜切口，且要平，粘接牢固后方可安装。

采煤机是综采工作面的主要设备，由于井下作业环境的特殊性，以及对采煤机的维护保养操作等方面的人为能力不同，将会产生各种不可意料故障。

因此，在采煤机在使用过程中，需要加强维护，定期检修，对易损部位及时采取措施进行补救，防止事故的发生和扩大，从而提高开机率和延长其使用寿命。

.煤矿机械传动齿轮失效的改进途径近年来，煤矿机械的功率增大很快，采煤机的功率增加了倍，掘进机的功率增加了倍，大型特大型矿井提升机功率已达数千，功率的增大导致机械设备的输出扭矩增大，使设备部件特别是传动齿轮的受力增大。

煤矿机械的齿轮大多为中大模数的低速以下重载传动，单位齿宽的载荷值高达。

由于受煤矿使用条件和机器尺寸的限制，传动齿轮的外形尺寸没有多大变化，易造成机械传动齿轮失效，导致煤矿机械设备不能正常运行。

煤矿机械齿轮的失效有轮齿折断齿面胶合齿面点蚀和齿面塑性变形等主要形式。

由于轮齿啮合不合理，造成超负荷或冲击负荷而产生轮齿较软齿部分金属的塑性变形，严重时在齿顶的边棱或端部出现飞边齿顶变圆，主动齿轮的齿面上有凹陷，被动齿轮的节线附近升起脊形，使齿面失去正确的齿形。

齿轮失效直接影响着煤矿机械效能的发挥，亟待解决，提出几种改进途径。

.设计煤矿机械齿轮，特别是承受重载和冲击载荷的提升和采掘运输机械齿轮，其弯曲极限应力强度增大到，接触耐久性极限强度亦增大到，如何在不加大外形尺寸的条件下提高其强度和寿命，需进步进行科研技术攻关，优化设计参数。

优化设计的内容包括载荷的准确计算强度计算公式的修正优化选材优化齿形结构先进的加工和处理工艺提高表面光洁度合理的硬度和啮合参数有效的润滑参数和装配要求等，提高标准化系列化程度。

由于渐开线齿形共轭齿轮的相对曲率半径较小，故接触强度受到定限制。

而圆弧齿轮在接触点处的齿面相对曲率半径大，其表面强度和弯曲疲劳强度较高约为渐开线齿形的倍，振动小噪声低尺寸和重量较小。

除新设计齿轮应优先采用圆弧齿轮外，原有渐开线齿轮减速器，在传动功率不变中心距不变的前提下，重新搭配模数螺旋角等参数，可优化设计更新为圆弧齿轮，大大延长使用寿命。

另外还可以采用以下几种比较先进的优化设计方法按照渐开线圆柱齿轮承载能力的计算方法和有关行业标准，采用进行齿轮强度计算和齿轮结构方案的类比，选出最优的设计方案。

利用保角映射和有限元法等方法分析齿根弯曲应力，采用较大半径的齿根过渡圆角并采用凸头留磨滚刀加工外齿轮齿形，以此降低齿根弯曲应力集中，提高弯曲强度。

根据弹性力学知识分析轮齿的啮合形变，采用齿顶修缘，修缘线是采用较大压力角的渐开线采用齿面喷丸处理等工艺来提高轮齿的接触和弯曲疲劳强度。

根据弹流润滑理论研究齿轮润滑状态后，采用极压添加剂的高粘度齿轮润滑油来改善齿轮的润滑状态。

.选材齿轮材料的选择，要根据强度韧性和工艺性能要求，综合考虑。

参考工业发达国家煤矿机械齿轮选用钢材的经验，结合我国实际，宜选用低碳合金渗碳钢。

对于承受重载和冲击载荷的齿轮，采用以和合金渗碳钢为主的钢材含量对于负载比较稳定或功率较小模数较小的齿轮，亦可选用无的钢。

这些渗碳合金钢的含碳量较低，平均为以下，其中的均能增加钢的淬透性含量以为宜，能增加钢的淬透性和耐磨性，对提高钢的韧性特别有效。

应研制采用新型淬透性好的渗碳齿轮钢国外称为钢系列，它具有较窄范围的淬透性带，可保证齿轮变形范围小并达到要求的芯部硬度。

应尽量选用冶金质量好的真空脱气精炼钢脱气钢和电渣重熔合金钢，这种钢材的纯度高，具有较好的致密度，含氧氮和非金属杂质极少，塑性和韧性好，减少了机械性能和各向异性。

用这种钢材制造的齿轮与普通电炉钢制造的齿轮相比，其接触和弯曲疲劳寿命可提高倍，齿轮极限载荷可提高。

制造齿轮应尽量少用铸钢，多用锻钢，非用铸钢不可的大齿轮，可采用铸钢轮芯镶锻钢齿圈组合件。

锻钢要保证锻造比般选大于为好。

无论铸锻件，制造过程中要进行超声波探伤材料的机械性能试验和检查，以确保材料的质量合格。

.加工工艺机加工滚齿时，粗精滚工序要分开，先用滚刀进行粗切，再用专用滚刀进行精滚齿，保持滚刀精度，用百分表控制切齿深度，切齿深度误差应控制在零位附近，精滚齿滚刀的齿形误差应不大于.。

齿形加工般要达到级精度。

齿面粗糙度必须达到设计要求，可在磨齿后，进行电抛光或振动抛光，提高表面粗糙度，粗糙度好的齿轮的寿命比粗糙度差的可提高。

采用齿面修形齿形修缘和挖根大圆弧大圆弧齿根新技术包括倒角磨光修圆，能消除或减轻啮合干涉和偏载，提高齿轮的承载能力，使齿根应力集中降低，齿轮的弹性柔度增大。

对齿形进行修饰磨齿剃齿研齿，齿轮的接触极限应力可提高。

对齿作纵向修形修齿腹，齿轮的寿命可提高倍，弯曲应力可减少，并可降低噪声。

当切齿刀具的硬度大于工件硬度的倍以上，并有较好的韧性和耐磨性时，切削效果较好。

硬齿面齿轮常采用磨削法和刮削法加工，齿胚经多次热处理和切削加工。

齿轮加工后组装的减速器，出厂前应进行加载跑合，采用电火花跑合新工艺，可提高齿轮接触精度，保证使用效果。

.热处理煤矿机械齿轮的承载能力不仅取决于表面硬度，还取决于表层向芯部过渡区的剪应力与剪切强度的比值，它不能大于。

深层渗碳淬火是这种齿轮硬化处理最理想的方法，它可以得到高的芯部硬度，较小的过渡区残余拉应力和充足的硬化层深度。

齿面含碳量般控制在为宜，由齿表面到芯部的硬度梯度要缓和。

渗碳齿轮经过淬火和回火，表面硬度应达到，要消除齿轮特别是表层的残余内应力。

推广碳氮共渗新工艺，氮的渗入深度般控制在以内，它不但能硬化表层，还能产生压应力，可比单纯渗碳齿轮的强度极限应力提高以上，寿命可提高倍。

热处理后，尚需进行油浴人工时效处理。

矿井提升绞车减速器齿轮的齿面硬度宜由现在多数软齿面即调质正火方法，齿面硬度向中硬齿面淬火调质方法，齿面硬度过渡，以提高齿轮使用寿命。

.表面强化处理对齿面和齿根进行喷丸强化处理，通常是齿轮加工的最后道工序，可在渗碳淬火或磨齿后进行。

它能使齿轮的接触疲劳强度提高，使齿根弯曲疲劳强度得到改善能有效阻止裂纹扩展，使实际载荷比外加载荷小得多能有效抵抗破坏性冲击，减少点蚀，增大耐久极限有利于齿轮润滑的改善可消除各种切齿加工在齿面留下的连续刀痕以及磨削产生的缺陷产生残余应力和淬火压应力的释放。

根据国外经验，齿轮喷丸比不喷丸寿命可提高倍。

.正确安装运行实践表明，减速器齿轮副的安装精度，对齿轮的承载能力磨损和使用寿命有很大影响。

无论是新安装更换或检修安装，都应做到严格精细，按照安装技术规范和标准进行，特别是齿轮轴心线的水平度平行度中心距轴承间隙齿轮侧隙顶隙接触区域或轴向窜动量等，必须达到质量标准和技术要求。

新齿轮在投运前，应进行充分的跑合。

制订运行操作规程，认真执行，严禁违章作业，超负荷运转。

按照制造厂的减速器使用说明书和维护检修规程标准，进行科学维护管理。

定期监测齿轮磨损状况，化验润滑油，开展故障诊断，发现问题及时处理。

定期清洗减速箱和齿轮，更换油脂，保持油量，防止煤粉水份异物混入减速器内。

改进减速器密封，防止漏油。

.润滑润滑对于齿轮的磨损失效有着重要的影响，应当引起足够的重视。

煤矿机械传动齿轮的特征是多采用低速重载齿轮，接触应力通常很高，因此轮齿接触表面材质的局部弹性变形不容忽视同时齿轮在共轭啮合过程中，除切点部位以外，均为滚滑运行。

这特征完全符合弹性流体动力润滑理论。

它与传统的润滑理论的基本区别在于上述齿轮表面的局部弹性变形量往往比按刚性边界计算的油膜厚度大许多倍，因此对油膜的形状和压力分布带来明显的影响。

我们应当按照这个理论和规律进行齿轮润滑参数设计。

笼统地认为“润滑对提高齿面强度是有利的”观点并不全面，应该根据各类润滑工况对齿面强度的影响进行具体的分析，才能改善润滑质量。

以此来确定啮合表面的终加工粗糙度，便能极大减轻材料的磨损程度，延长齿面疲劳寿命同时此种油膜的建立，使表面摩擦力值大大下降，减小了齿面的内应力幅值，延缓疲劳裂纹的扩展速率。

要根据不同的齿轮，合理选用润滑油种类。

对于传递负荷较轻的齿面应力小于齿轮，宜选用纯矿物油，如机械油般齿轮油汽缸油等对于传递中等负荷齿面应力的齿轮，宜选用工业齿轮油对于传递重负荷多冲击和周围环境多污染的齿轮如煤矿采掘机械齿轮，宜选用极压齿轮油。

润滑油粘度选择的主要依据是齿轮的切线速度。

可根据产品使用说明书推荐的粘度范围选择。

当环境温度高于，或齿轮经常承受冲击负荷，或齿轮是整体淬硬材料时，宜选用较高粘度值当环境温度低于时，宜选用较低粘度值。

.硬齿面齿轮的疲劳失效及对策硬齿面齿轮具有承载能力高耐磨性好体积小等优点，在机械传动中得到了越来越广泛的应用，研究齿轮的疲劳破坏对生产具有重要的指导意义。

．硬齿面齿轮的疲劳失效接触疲劳失效失效的形式齿面灰斑不论渗碳淬火齿轮还是氮化齿轮，在加载运转大约循环次数后，在大多数齿面上可观察到节线和单齿啮合最低线之间，出现条轻微的灰斑带，随着运转次数的增加，灰斑越来越严重，其宽度逐渐向节线方向发展。

出现灰斑的部位粗糙度增加，光泽变暗。

在扫描电镜下观察，可发现齿面灰斑是由大量微点蚀和微裂纹组成，微点蚀是由微裂纹发展而成。

点蚀失效对于渗碳淬火齿轮，当循环次数增加到定数值时，齿面上突然出现个面积较大的点蚀坑，再运转相当长段时间后逐步扩散，直至失效。

对于氮化齿轮，随着循环次数的进步增加，灰斑区内大量微点蚀不均匀增大加深，节线以下出现类似磨损的凹痕，继续运转，在此区域出现个大点蚀坑，接近或超过失效评定标准。

用扫描电镜观察损坏轮齿横断面，发现有起源于齿面与齿面成大约向下延伸的存在，这些裂纹是齿面个别微点蚀坑底产生的二次裂纹向齿面发展的结果，由些大点蚀坑下部的疲劳裂纹扩展条带可看出裂纹起源于齿表面，当裂纹发展到定深度，产生垂直齿面方向的二次裂纹导致整片脱落，形成点蚀坑。

失效分析般直齿圆柱齿轮的重合度系数在之间变化，当由双齿啮合直接进入单齿啮合时，齿面的负荷会直接增加。

由以上分析可知，赫兹应力最大值在单齿啮合起始点。

齿面摩擦力的影响齿面滑动情况为对于主动轮，齿根高部分和齿顶高部分滑动方向相反，都远离节线，而且离节线越远，滑动系数越大。

齿面摩擦力的方向与滑动方向相同。

可见，齿面微裂纹尖端的指向正好和齿面摩擦力方向相反。

齿面摩擦力在单齿啮合起始点处最大，这将使该区域齿面下最大剪应力接近齿面，引发微裂纹和微点蚀产生的二次裂纹向齿面内