电动轮自卸卡车轮边减速器齿轮常见失效形式和预防措施

摘要：在现代化大型煤矿中，电动轮自卸车已经成为重要的生产运输工具，随着生产运输量的大大增加，电动轮自卸车轮边减速器经常出现故障，尤其是齿轮的损坏，这就大大的增加了电动轮自卸车的维修几率，从而影响了整个生产运输过程的工作效率，为了减少此类故障的发生，本文从电动轮自卸车齿轮常见失效形式和产生失效的原因入手，总结维修和安装使用过程中的经验教训，提出了齿轮常见失效形式的主要预防措施。

关键词：矿用电动轮自卸车;齿轮常见失效形式;预防措施

前言

随着采矿业的高度发展，矿用电动轮自卸车因其在大型矿山和煤矿生产中发挥的重大作用而被广泛应用，已经成为了生产运输的主力军，随着生产量的不断加大，卡车轮边减速器齿轮常出现各种损坏，为了减少因轮边减速器齿轮损坏给生产带来的巨大影响，就需要维修管理人员研究齿轮失效的原因，并且根据不同的失效形式找到解决的措施，从而减少经济损失，改善生产效率。

1.齿轮常见失效形式及原因分析

根据笔者数年的观察研究结合现场维修经验发现，电动轮自卸车轮边减速器齿轮失效的形式大致可以分为三大类，分别是齿面接触疲劳损伤、轮齿折断（断齿）、齿面胶合和擦伤[1]。

1.1齿面接触疲劳损伤

随着电动轮自卸车轮边减速器齿轮使用时间的加长，会出现齿面接触疲劳损伤的情况，前期齿轮只是出现由于疲劳产生的裂纹，随着时间的推移，在没有有效的补救措施的情况下，齿轮裂纹会发生扩展和延伸，扩展的结果会造成齿轮的表面产生或大或小的金属块剥落，使齿轮的表面产生凹凸不平的坑点。在电动轮自卸车的运行使用中这种损伤是最常见的损伤模式，整个发展过程为初期点蚀到破坏性点蚀再到表面剥落到最后的表面压碎。其产生的原因有很多，但是最主要原因有以下几点：第一，齿轮间相啮合的接触面贴合效果不好，导致局部齿面的严重过载;第二，齿轮质量低劣，热处理有缺陷;第三，安装精度低，导致轴线歪斜;第四，不良。

1.2轮齿折断

在电动轮自卸车轮边减速器齿轮的运转中，轮齿的折断也是经常出现的问题，其破坏性很高而且发生几率也相对较高。常见的折断方式有疲劳折断、过载折断和随机折断。产生疲劳折断的原因有很多，主要包括齿轮精度过低、设计载荷估计不足、齿根圆角半径过小、齿根表面粗糙度过高、传动系统中的动载、材料选用不当等;对于过载折断来说，通常一次或者几次的连续过载就会导致卡车轮边减速器齿轮出现折断的问题。过载折断主要是齿轮突然承受冲击载荷应力集中超载导致。随机折断属于突发事件，材料的缺陷和运行过程中异物的挤入都会在一定程度上造成齿轮的随机折断[2]。

1.3齿面胶合和擦伤

相对于其他齿轮常见失效形式来说，齿面胶合和擦伤出现的几率较小，通常是在条件不好的情况下导致齿面间的油膜破裂，油膜破裂后金属间相互摩擦最终导致齿面胶合和擦伤状况的出现。齿面胶合和擦伤通常发生在低速重载传动和高速传动情况下，低速重载传动导致齿轮局部压力很高，造成齿面油膜破裂。而高速传动则是由于齿轮的高速运转，造成齿面接触点的温度升高而导致油膜破裂[3]。

2.电动轮自卸车轮边减速器齿轮失效的预防措施

电动轮自卸车轮边减速器齿轮失效的预防措施有很多，笔者结合维修生产实际总结了行之有效的几条，主要有安装前的检查、提高安装精度、完善机械加工和提高热处理工艺等。

2.1安装前的检查

在电动轮自卸车轮边减速器齿轮的安装过程中要注意对关键部件的检查，重点检查关键部件的尺寸精度和形状位置精度，安装前出现磨损和变形的情况一定要修复好以后才能进行安装，避免因为其他部件的损伤造成对新齿轮的影响[4]。对于所有新换配件，尤其是各种齿轮和轴承，无论国产还是进口，必须逐一检查，把好质量关，并做好跟踪记录，只有这样才能从根本上减少齿轮失效的几率。

2.2 提高安装精度

保证齿轮平稳正常运行的前提是各个重要零件的精确安装，这不仅对各个零件的质量提出了超高的要求，也对维修技术人员提出了较高的水准，保证轴承的精确安装才能保证齿轮的精确安装，轴承是齿轮工作质量的保证，在轴承的安装过程中要保证良好的，严格按规定调整轴承的游隙，只有这样才会延长齿轮的工作寿命。

2.3 完善机械加工

完美的机械加工是确保齿轮质量的关键，在加工过程中一定要严格按照图纸的要求，确保轮齿的形状、尺寸、齿根圆角、齿顶齿端倒角及倒棱等加工尺寸精度和形状位置精度[5]。

2.4 提高热处理工艺

为了提高齿轮的承载能力，齿轮一般都采用高强度合金钢制造，经渗碳淬火和低温回火而成。加强热处理工艺的现场控制，尽可能使齿轮的表面硬度、齿轮表面金相组织以及渗碳层、心部硬度等重要检测项目处于最佳组合状态。不应有淬火裂纹等缺陷存在。对齿根进行喷丸强化，消除有害应力，提高齿轮的弯曲疲劳强度，在齿轮材料和热处理水平两个方面不断提高，以满足现场苛刻的使用要求。

3.结语

从上述分析，笔者得出以下结论，电动轮自卸车轮边减速器齿轮常见失效形式大致可分为齿面接触疲劳损伤、轮齿折断、齿面胶合和擦伤，并总结了产生这些失效形式的主要原因。提出了电动轮自卸车轮边减速器齿轮常见失效形式的预防措施，为今后煤炭企业减少生产运输的经济损失提高企业经济效益和工作效率奠定了理论基础，也为国内同行指出了下一步研究的方向。

参考文献：

[1]杨钟胜，韩小勇，尼凌飞，等.电动轮自卸车轮边减速器齿轮常见失效形式和预防措施[J].汽车工艺与材料，2012，01（15）：149-155.

[2]刘守法，连莹，夏晓旭，等.154吨电动轮自卸车轮边减速器的设计与分析[J].机械设计与制造，2011，02（15）：316-317.

[3]吴小君，王景敏，阙晋园，等.一种带湿式制动功能的电动叉车轮边减速器设计与分析[J].合肥工业大学（社会科学学报），2013，11（13）：152-156.

[4]杨钟胜，解云鹏，史一凡，等.GE788电动轮自卸车轮边减速器NW行星轮系减速机构的综合评述[J].汽车工艺与材料，2013，11（12）：232-236.

[5]武晓云，高亚辉，程日涛，等.简谈提高矿用重型自卸车电动轮行星齿轮寿命的有效途径[J].能源研究与管理，2014，02（10）：195-197.