JH-5型回柱绞车蜗轮减速机蜗轮齿圈断裂分析

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2012年9月份新岭煤矿建设区井下JH-5型回柱绞车的蜗轮齿圈频繁发生断裂现象，最严重的-次是刚更换的新蜗轮，工作两个多小时齿圈就完全断裂了，-个原班更换了3个蜗轮，这批蜗轮是新进的成品件，共进lot-，其中有8个发生了齿圈断裂现象，其余2个还未使用，在短短-周之内用了8个蜗轮，严重影响生产进度，加大了维修成本，为了解决蜗轮齿圈断裂问题，从实际出发，利用理论分析齿圈断裂原因，从而解决生产实际问题，达到根治蜗轮齿圈断裂的急症，保证生产不受影响。

2绞车的圭娶技术参数3绞车的主要组成部分及工作原理本绞车由YBJ-7.5型防爆电机、蜗轮减速机、中间轴、卷筒、底盘等部件组成。电动机旋转在蜗轮减速机的后部，动力通过-对斜齿轮传动圆滑弧面蜗杆、蜗轮。由蜗轮出轴上的小齿轮经过中间过桥齿轮传大齿轮带动卷筒进行工作。

4蜗轮断裂原因分析JH-5型回柱绞车使用的是轮箍式蜗轮，取样8件废品，每件废品的损坏位置都是在有销口的齿根处。初步分析断裂原因两种，-是材料不合格，造成齿圈的机械强度不够；二是齿圈的结构不合理，导致销口处应力集中发生断裂。

蜗轮的参数由于该减速机使用的蜗轮为齿数Z37，模数m6.5的轮箍式蜗轮，测量齿顶圆直径为 1259m，z，蜗轮喉圆直径为d 2246mm表 1绞车型号 JH～5 电动机型号 YBJ-7.5型式 单筒缠绕式 功率 7.5kW钢丝绳平均 5OkN 转速 1460r/min静张力钢丝绳平均 0.1lm/s 电压 38O/66OV绳速卷简直径 260ram 隔爆磁力启动器 QBZ-80/66O(38o)N钢丝绳直径 l5.5mm 矿用隔爆控制按钮 BZA1-5/36-3传动比 156.7齿轮的宽度为B50ram，齿圈最大厚度为34.5mm，齿圈最旭度为28ram，销孔为6×M10mmj布。如图2所示4.1蜗轮的强度校核(表2)4.1.1电机轴的输出功率、转速与转矩l1P07.5kwno1460r/min 9550Po/no9550 7.5/146049.1N·m4.1.2蜗杆轴的输入功率、转速与转矩-1键齿轮出动效率叩，0.95斜齿轮传动效率 0.97滚动轴承效率(2-6对)rigO.98 eo·rl0leo·叩，叩 町g7.5XO.95×0.97×0.986.77kwn ：1460r/minZ9550P/ 9550x6.77/146044.3N.m4.1.3蜗轮轴的输入功率、转速与转矩[1键齿轮出动效率，7 0.95；斜齿轮传动效率t7 0.97；滚动轴承效率(2-6X)1"/ O.98；搅油效率r/20.95i圆弧圆柱蜗杆传动效率7 0.80； eo·r/o1eo叩，叩 町r/2 7.5×0.95×0.97×0.98x0，95×O.805.15kwn，： /f ：-146-0： 39.459r/min 3 75结论由以上校核结果得出蜗轮齿圈材料强度不合格，又因为在齿圈内圆周上分布着六个销孔，并且销孔都在与齿根相对的位置上，造成这样的位置截面最小交变应力最大，所以致使这-截面位置产生疲劳失效，导致齿圈开裂。

表2 JH-5型回柱绞车传动齿轮参数表序 号 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7名 称 斜齿轮 (左) 斜齿轮 (右) 球面蜗杆 蜗轮圈 小齿轮 过桥齿轮 大齿轮材 料 40Cr 40Cr 40Cr ZCuSnl0Pl 40Cr 40Cr ZG340-640齿数Z 34 34 1 37 17 28 72模数m 4 6.5 6压力角c 20齿高系数f 1 l 1齿宽B 80 50 80 80 80啮合形式 外 外 外 I外 外 。外 外变位系数x 0 O -0.577 .0 O 0中心距d 136 l50士0.08 135士0.09 l 300( I.120精度等级 8 9-9-8 GBlo095-883.1平面图根据确定的设计方案和计算结果，采用管道设计软件或手工进行施工图绘制，平面图上应画出管道的中心线，出入土点坐标以及与穿越控制桩的尺寸，还应画出穿越平面位置图，穿越轴线两侧建(构)筑物，固定墩的位置及标志桩。

3.2纵断面图绘制纵断面图时宜用人土点作为坐标原点，根据计算结果依次画出轨迹线的每-点横坐标值至轨迹线画出为止，为便于施工人员-目了然，应表注斜直线段、曲线段、水平段的横向坐标及起终点的位置各段的管顶设计埋深、曲线段所对应的圆心角、出入土点与线路段水平角与竖向角的叠加角等参数(图1)。

8 l科技博览4♂束语随着科技进步及经济实力的增强，更先进的穿越技术将不断应用，水平定向钻技术会越来约趋于完善，油气田和管道工程及城市建设中将越来越多的应用这项技术，总结已建成的定向钻穿越工程的设计经验，吸忍训弥补不足，不断总结和提高，是这项技术将会得到推广，体现出它的优越性。