淺談如何提高掘進機行星減速機的使用壽命

摘 要：本文介紹了在煤礦生產中如何提高行星減速機的使用壽命，降低生產成本，減輕重復維修的重擔，提高生產效率，高效安全生產的問題。

關鍵詞：行星減速機；使用壽命；齒輪；轉速；潤滑

隨著行星傳動技術的迅速發展，憑借行星減速機的體積小，重量輕，結構緊湊，承載能力大，傳動效率高，運轉平穩，抗沖擊能力強，傳動比大，可以實現運動的合成與分解等眾多優勢。行星減速機在各行各業中得到廣泛應用。

尤其在煤礦安全生產中起著重要的作用，掘進機等多種大型設備都需要且頻繁的用到行星減速機，因此關于改善承載能力，提高行星減速機使用壽命成了重要的討論話題。行星傳動中，往往較弱環節在齒輪的傳遞上，為提高減速機承載能力，故需要提高漸開線圓柱齒輪在重載下的使用性能，滿足重載的需求。重載齒輪傳動中，內外嚙合齒輪副必須滿足強度、使用壽命和嚙合質量要求，普通的設計已不能達到使用要求。

根據實際提出以下幾點建議，供參考學習。

1 增大齒輪模數、增大齒形角

減速機外徑尺寸要保持不變，需要增大承載能力，可以采用合理增大齒輪模數，減低齒輪齒數來滿足。大模數齒輪可以提高齒輪抗彎強度，抗彎強度是齒輪承載能力的重要指標。同時也可以增大嚙合角a′，嚙合角增大有利于增大綜合曲率半徑，減少赫茲應力，起到提高承載能力的作用。

2 變位系數的調整

為了提高齒輪的承載能力，必須分析齒輪傳動的失效原因及破壞方式，找出主要矛盾，從而確定選擇變位系數的基本原則。行星減速機一般采用硬齒面（HB<350）齒輪。對于硬齒面閉式齒輪傳動，其主要危險是在循環應力的作用下齒根的疲勞裂紋逐漸擴展而造成齒根折斷。但是，實際上也有許多硬齒面齒輪傳動因齒面點蝕剝落而失去工作能力的。因而，對這種齒輪傳動，應盡量增大傳動的嚙合角a（即盡量增大總變位系數），這樣不僅可以提高接觸強度，還能增大齒形系數值，提高齒根的彎曲強度。必要時還可以適當的分配變位系數，使嚙合齒輪變位系數相等，即達到兩齒輪的齒根彎曲強度大致相等。正確的選擇變位系，可使齒輪承載能力提高20-30%。

3 齒輪精度與誤差

齒面強度不僅與齒輪精度等級有關，而且與基節誤差的絕對值有關。若齒輪具有最大基節誤差，則加在輪齒上的滾動壓力也最大，所引起的點蝕破壞也最嚴重。故需要嚴格控制。

4 增大齒圈許用接觸應力

在行星減速機機傳動中，往往內齒圈比外齒輪硬度要低，材料也不相同，加工熱處理工藝上也有差距。行星減速機校核強度通常是校核太陽輪-行星輪的傳動接觸應力（滿足傳動接觸應力小于太陽輪行星輪許用接觸應力）；太陽輪-行星輪彎曲應力（滿足彎曲應力小于許用彎曲應力）；行星輪-內齒輪傳動接觸應力（滿足傳動接觸應力小于行星輪內齒圈許用彎曲應力）。齒圈許用接觸應力通常是最先失效。故，要想增大承載能力，就要保證齒圈許用接觸應力。

5 齒根噴丸強化

齒輪彎曲強度與齒根表面狀況關系很大。特別是滲碳淬火齒輪的齒根部位表面存在脫碳層等缺陷，難以保證殘余壓應力，使齒根彎曲疲勞強度降低。此時采用齒根表面噴丸處理除掉缺陷層，可以保證齒根彎曲強度，提高疲勞強度。

6 增加齒寬

在傳動外徑要求不變時，適當增加內部齒輪寬度，可以有效的加大齒輪的承載能力，提高減速機的承載力矩。同時，可以減少恒定扭矩下的單位負荷。同時可以降低輪齒撓曲，減少噪聲激勵，起到降低傳動噪聲的作用。齒寬系數過大，可能會導致小齒輪剛性差，變形大，在齒寬上造成偏載，不能保證接觸精度。通常圓柱齒輪齒寬系數為0.4～0.8。

參考文獻

[1]機械設計基礎

[2]行星齒輪傳動設計

作者簡介：楊龍偉（1988，12-），畢業于黑龍江科技大學，機械設計制造及其自動化專業，現任黑龍江龍煤鶴崗礦業有限責任公司峻德煤礦大修廠技術員。