本文關(guān)鍵詞：采煤機(jī)傳動齒輪接觸疲勞性能及其磨損狀態(tài)監(jiān)測研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國礦業(yè)大學(xué)》 2015年

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

劉宇航  

【摘要】：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)傳動系統(tǒng)主要靠齒輪傳動,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17Cr Ni Mo6兩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)測分析傳動系統(tǒng)的磨損狀態(tài)。主要工作和結(jié)論如下:設(shè)計(jì)了適用于采煤機(jī)傳動系統(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)能夠?qū)δチ５臐舛扰c污染度作出有效判斷。利用齒輪試驗(yàn)機(jī)模擬采煤機(jī)傳動齒輪箱,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。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)傳動系統(tǒng)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17Cr Ni Mo6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。統(tǒng)計(jì)齒輪試驗(yàn)機(jī)與采煤機(jī)傳動系統(tǒng)磨粒特征,結(jié)合NAS1638與SAE AS4059污染等級,制定了適用于采煤機(jī)傳動系統(tǒng)的污染度等級,得出正常磨損期污染度小于等于8級,而異常磨損期污染等級大于9級。結(jié)合國內(nèi)工業(yè)閉式齒輪油換油標(biāo)準(zhǔn),初步制定在線油液監(jiān)測預(yù)警標(biāo)準(zhǔn),能夠針對傳動系統(tǒng)的各項(xiàng)異常發(fā)出預(yù)警并給出相應(yīng)對策。綜上所述,所開發(fā)的油液在線監(jiān)測系統(tǒng)可有效監(jiān)測采煤機(jī)傳動齒輪的運(yùn)行狀態(tài),所制定在線油液監(jiān)測預(yù)警標(biāo)準(zhǔn),能夠針對傳動系統(tǒng)的各項(xiàng)異常發(fā)出預(yù)警并給出相應(yīng)對策。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD421.6
【目錄】：

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相關(guān)機(jī)構(gòu)

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