现在大型矿井普遍采用双齿辊破碎机来破碎大块物料，其具有破碎强度大、处理能力大等优点。而双齿辊破碎机大多采用单驱动及双驱动2种形式。经理论与实践的证明，在对特大块物料的破碎作业中，单驱动破碎机以其自身特有的对物料咬合能力强、能够最大限度地提高人料粒度等方面的优势．成为大块物料破碎作业的首选，广泛应用于主井井口。单驱动破碎机的传动齿轮是极其重要的零件．在设备使用过程中常常出现各种各样的问题，诸如齿轮振动、产生噪音、齿面胶合、剥落，更为严重的甚至出现齿根断裂等，严重影响了设备的可靠性，影响矿井的正常生产，造成巨大的经济损失。
1、单驱动破碎机的结构形式
该破碎机采用单电机驱动，电机通过液力耦合器与减速机相连．减速机经联轴器与破碎机主动辊相连．主动辊与从动辊通过一对完全一样的齿轮来传递扭矩，实现对物料的破碎。设备底座采用钢板焊接的机架，轴承座盖采用整体铸造的一体式结构，使结构更加稳定，内应力更加平衡，能够最大限度地减小设备的振动。传动齿轮与主轴采用双平键联接，密闭在齿轮箱里。
2、传动齿轮的重要作用
从单驱动破碎机的传动原理看出，所有的动力均通过2介齿轮来传递．从而带动2个齿辊破碎物料，传动齿轮作为设备的关键部件，其可靠性决定了整个设备的可靠性，具有极其重要的作用。一旦齿轮出现问题．就会使整个设备处于瘫痪状态，影响整个矿井的生产。因此，分析齿轮失效的原因，改进相应的措施来延缓齿轮的失效，提高传动齿轮的可靠性，势在必行。
3、影响齿轮失效的因素
该单驱动破碎机的传动齿轮材质采用42CrMo锻造合金钢，加工工艺为粗加工、热处理调质、精加工、表面局部进行淬火硬化、低温回火的工艺。
(1)锻造工艺对齿轮失效的影响
金属经过锻造后．组织发生了再结晶，使塑性增加，力学性能得到改善，为保证金属锻造后获得良好的组织结构，锻造温度必须在规定的范围内进行。金属在加热过程中可能产生氧化、脱碳、过热、过烧和内部裂纹等锻造缺陷，正常情况下不致影响齿轮的性能。如果锻造毛坯出现了过热．就会形成大量的魏氏组织，会使性能明显下降．造成齿轮早期失效。如果锻造毛坯出现了过烧，过烧后的金属一经锻打就会断裂破碎，碎块的断面晶粒粗大，一般颜色上会呈浅灰兰色。内部裂纹也是锻造中经常出现的缺陷，金属所允许的加热速度主要取决于加热时产生的温度应力和组织应力．如果掌握不好提高锻件的加热速度，就会导致心部破裂，产生内部裂纹。
(2)材料调质对齿轮失效的影响
钢件调质处理时，如加热温度偏高，且炉温不均匀，会造成调质后的组织粗大，均匀性差．使材料的力学性能，特别是低温条件下的断裂韧性Kic和冲击韧性Olk显著降低。从图3可看出，钢件调质的不同试样，其断裂韧性Kc和冲击韧性ak存在巨大差异，由于Kic和m的大幅度下降，使材料在低温下的裂纹失稳扩展抗力大大下降，即允许的临界裂纹尺寸减小．当有一定长度裂纹或缺陷存在的条件下的许用应力降低，产生低温低应力脆断。
(3)加工精度对齿轮失效的影响
齿面刀痕较深，在齿轮啮合初期，会产生较大的振动及噪音，加大齿轮拉伤磨损的概率：由于齿根圆角很小，并且加工刀痕较深，会对齿根圆角处造成很大的应力集中，受到载荷冲击后很容易产生疲劳裂纹，严重时导致齿根断裂．而齿轮与主轴采用双键配合，其齿轮双键槽的对称度与主轴双键槽的对称度由于加工精度的影响难以保证完全吻合，装配过程中往往对键进行修配，致使配合精度进一步下降。在长时间运转中，其配合会逐渐变松，以至于传动木平稳，齿轮啮合精度下降．啮合处会产生周期性的交变应力，加剧了齿根疲劳裂纹的产生。
(4)热处理对齿轮失效的影响
该齿轮最终的热处理采用的是中频逐齿加热埋油淬火工艺，由于感应线圈不能较好地接触齿根圆角．致使齿根圆角处没有淬上火，与齿形部分存在明显差异，导致齿根圆角处存在残余拉应力，当齿轮受到长时间的载荷后．残余应力与外载荷弯曲应力相互叠加．使轮齿所承受的弯曲交变应力逐渐增大，使齿根处进一步产生疲劳裂纹，最终会导致断裂。
(5)润滑条件对齿轮失效的影响
润滑对齿轮的可靠性和使用寿命有着极大的影响，明显影响齿轮的失效形式．选择合理的润滑油品种、供油方式、供油量显得至关重要。
非反应型润滑油（一般的矿物油），它不含油性剂和极压剂，这类润滑油主要靠黏性，在相啮合的齿表面间维持一流体润滑油膜来减少磨损．防止胶合。复合油是指在矿物油中加入油性剂，如加入5%一10%的动植物油．油性剂的分子以物理吸附或化学吸附的方式形成比纯矿物油更牢固的边界油膜，以抵抗胶合磨损。反应型齿轮油所含的添加剂能与齿轮表面金属或润滑油中的其他成分发生化学反应，在齿面上生成抗胶合的无机物覆盖膜，只要把外加负荷降到无机物膜的强度极限以下．也能很好地防止胶合磨损。
在一定的润滑条件下．油膜的厚度与其黏度有关，黏度越大，油膜越厚，可有效降低摩擦和减小因表面粗糙度而造成的金属直接接触，胶合的机会也就越小。提高润滑油的黏度也能够较好地改善齿轮抗麻点剥落损伤抗力，黏度越高．接触部分的应力越均匀化，能够缓减冲击载荷，相对地降低了最大接触应力值。高黏度油对渗入表面裂纹有促使裂纹扩展的作用，比稀油微弱一些。
喷油润滑比油浴润滑的冷却效果好．对于高速齿轮传动，为了得到良好的冷却效果，最好把油供到啮出侧。
润滑油选择不当或供油不足会使齿面产生高温．齿面可能被烧伤，烧伤处的材料强度降低，极易引起麻点剥落或胶合损伤。供油量充足可以提高胶合极限负荷，但油量多到一定程度胶合极限负荷不再提高。另外，齿轮高温时发生膨胀，可能产生热屈服现象，造成齿轮的失效。
4、结语
综上所述，想要预防齿轮失效，提高齿轮寿命，从而提高破碎机的可靠性与稳定性．应从以下几方面采取改进措施：
(1)应提高42CrMo钢本身的材料质量．保证其化学成分符合标准要求，减少钢中的非金属夹杂物，改进锻造工艺，力求扩大锻造温度范围，避免出现过热过烧等缺陷：
(2)严格控制齿轮毛坯的调质工艺，850℃空冷+850℃淬火+670℃回火，确保合理的加热速度和加热温度，保证材料组织的均匀性，获得良好的力学性能：
(3)提高齿轮的加工精度，尽量增大齿根圆角，提高过渡圆角处和齿根的粗糙度，减小应力集中．提高疲劳断裂抗力：
(4)改进齿轮中频淬火工艺，沿齿廓淬火，保证齿沟及齿根圆角能淬上火，使整个齿轮表面硬度一致．避免存在残余拉应力：
(5)为齿轮提供合理的润滑，由于该齿轮转速低，建议选用高黏度的矿物油．供油方式可选择油浴及飞溅润滑，避免齿面胶合剥落，延缓传动齿轮的使用寿命。
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