采煤機(jī)傳動(dòng)齒輪接觸疲勞性能及其磨損狀態(tài)監(jiān)測研究.pdf

1、采煤機(jī)是現(xiàn)代化礦井中綜合機(jī)械化采煤的關(guān)鍵設(shè)備，采煤機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)主要靠齒輪傳動(dòng)，齒輪的強(qiáng)度和壽命長短直接影響采煤機(jī)的安全運(yùn)行和煤礦生產(chǎn)，每年因?yàn)辇X輪失效引發(fā)多次設(shè)備故障和安全事故。因此，研究齒輪的疲勞性能與磨損狀態(tài)采煤機(jī)設(shè)計(jì)維修具有重大意義。本文以采煤機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪及油液監(jiān)測技術(shù)為研究對象，在查找大量資料的基礎(chǔ)之上，對比分析了18Cr2Ni4W和17CrNiMo6兩種常用齒輪材料的疲勞性能與磨損性能，并根據(jù)油液分析技術(shù)設(shè)計(jì)開發(fā)了分別基于鐵譜

2、技術(shù)與顆粒計(jì)數(shù)技術(shù)的在線油液監(jiān)測裝置，用以監(jiān)測分析傳動(dòng)系統(tǒng)的磨損狀態(tài)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴設(shè)計(jì)了適用于采煤機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的在線油液監(jiān)測系統(tǒng)。完成能夠?qū)櫥偷恼扯?、水分、污染物等級進(jìn)行監(jiān)測的傳感器的集成，進(jìn)而構(gòu)建在線油液監(jiān)測系統(tǒng),所開發(fā)的油液在線監(jiān)測系統(tǒng)均能夠?qū)τ鸵簻囟取⒄扯?、水分和磨粒進(jìn)行監(jiān)測，從而分析傳動(dòng)齒輪的磨損狀態(tài)。利用鐵譜技術(shù)設(shè)計(jì)的油液在線監(jiān)測系統(tǒng)能夠有效監(jiān)測磨粒的形貌與尺寸；而利用顆粒計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)的油液在線監(jiān)測系統(tǒng)能

3、夠?qū)δチ５臐舛扰c污染度作出有效判斷。⑵利用齒輪試驗(yàn)機(jī)模擬采煤機(jī)傳動(dòng)齒輪箱，通過在線油液監(jiān)測裝置及多種離線測試分析手段，得到了齒輪服役期間油液理化性能的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)隨著試驗(yàn)箱的運(yùn)行，油液低溫粘度不斷升高，粘溫性能變差，油液中水分含量不斷升高。相同運(yùn)行時(shí)間下，載荷越高，油液低溫性能與粘溫性越差；平衡溫度與運(yùn)行階段符合“浴盆曲線”；發(fā)生異常磨損時(shí)，溫度會發(fā)生突變。⑶通過掃描電子顯微鏡、在線鐵譜儀及在線粒度儀，得到了齒輪試驗(yàn)機(jī)與采煤機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)

4、磨粒產(chǎn)生的數(shù)量與尺寸變化規(guī)律及磨粒形貌特征。結(jié)果表明，隨著磨損的加劇，磨粒數(shù)量與磨粒尺寸均會增加，其中15-80μm的磨粒所占比例隨之變大；隨著載荷的增大磨粒濃度不斷增大；相同條件下，18Cr2Ni4W齒輪較之17CrNiMo6齒輪產(chǎn)生的磨粒數(shù)量更少，展現(xiàn)出更為優(yōu)異的耐磨性能。齒輪試驗(yàn)機(jī)與采煤機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪箱所產(chǎn)生的磨粒多為疲勞剝塊及厚大層狀磨粒，二者皆為齒輪系所產(chǎn)生的磨粒。⑷統(tǒng)計(jì)齒輪試驗(yàn)機(jī)與采煤機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)磨粒特征，結(jié)合NAS1638與