1问题的提出

　　带式输送机的减速器是煤矿运输系统的关键性设备之一。目前旗山煤矿井下强二带式输送机使用的驱动装置减速器高速轴、输入轴频繁损坏，加上设备每天运行时间过长，减速器温度过高（80 ℃以上），润滑油在高温下起不到润滑作用，导致热功率降低，齿轮磨耗严重以致齿轮损坏。这些问题严重影响了正常生产，降低了生产效率。为了避免因减速器故障影响运输效率，提高带式输送机减速器运行的稳定性、可靠性、安全性，将减速箱温度控制在合适的范围之内，减少减速器的齿轮磨损，延长使用寿命，提高生产效率，该矿对ZL－1150型减速器采取了相应的改进措施。

　　2减速器故障分析

　　减速器产生故障的原因很多，但主要的原因多为环境因素、材料因素、润滑冷却条件及制造安装因素等造成，现针对以上4种主要影响因素对减速器的故障原因进行分析。

　　2.1工作环境因素

　　经到井下现场勘察，该减速器在井下700多米水平处使用。该处常年恒温，温度在15～20 ℃之间，对减速器故障影响较小。

　　2.2材料因素

　　原减速器齿轮材料选用40Cr钢。该材料常用于较重要的调质零件，如在交变负荷下工作的零件，表面淬火后可用作负荷、耐磨性较高而无很大冲击的零件。在减速器正常使用的情况下，即环境温度正常，润滑良好，无冲击过载现象，齿轮工作温度在65 ℃以下时，该材料能够满足强度要求（经计算验证）。但是，由于高强度的工作环境及简易的润滑冷却措施使得减速器经常在高温、不良润滑效果、过载等条件下运转，齿轮材料的接触及抗弯曲疲劳强度难以满足减速器的正常工作使用要求。

　　2.3润滑条件

　　减速器原先采用飞溅润滑，润滑级别6E，在机内温度60 ℃左右时，润滑条件良好，减速器工作正常。但是通过计算及实际测量，由于带式输送机的运量较高（400t／h），减速器缺乏良好的润滑油冷却方式，导致润滑油在高温下（＞85 ℃）失去润滑作用，从而进一步影响齿轮啮合条件，增加了齿轮及其运动部件间的磨损，噪声与振动增加，也增加了轮齿间的冲击，以致无法保证齿轮的正常啮合。

　　2.4制造安装精度因素

　　在减速器装配过程中，密封件、轴承和齿轮的装配，以及齿轮轴对中方面易出现问题。当齿轮在装配时出现偏差，如齿轮轴对中方面出现微小偏差都会导致齿轮间啮合不稳、无序振动、加快磨损、降低功率，甚至导致齿轮失效。这一点在减速器安装时需格外注意。

　　3改进措施

　　3.1选择新型齿轮材料

　　选用新型材料17CrNiMo6重载齿轮钢。该钢属于低碳低合金渗碳高强钢，常用于设备关键部位的重载齿轮。由于经过渗碳、淬火及低温回火等处理，并添加了多种合金材料，其齿轮表面耐磨、硬度高，芯部韧性好，抗冲击且有较高的延伸率，能够胜任在高速、重载甚至冲击载荷下工作，是一种性能优异的重载齿轮高强钢。

　　随着世界性节能浪潮的推动及新工艺的不断采用，具有材料潜力的17CrNiMo6钢逐渐被发掘出来，含1.6％Ni的Cr－Ni－Mo系列钢17CrNiMo6因其良好的工艺性能和高性价比正广泛应用于大型重要设备零件。

　　3.2调整齿轮参数

　　经分析，原减速器高速级平行齿轮轮齿根部断裂并导致轮轴损坏，而配对的大平行齿轮却完好无损。根据啮合强度平均分配原则，通过改变大齿轮切向变位系数及调整大小平行齿轮的模数来实现大小平行齿轮强度的重新分配，使小齿轮强度得到提高。

　　3.3改进结构

　　原减速器高速级小齿轮采用齿轮和齿轮轴的分体式结构。为了避免高速级齿轮轴在高速啮合运转过程中因啮合冲击而出现传动失稳、轴断裂等问题，将高速级齿轮和轴在结构上改进设计为一体式，齿轮轴整体强度大为提高，传动也较为稳定。

　　3.4改善制造加工工艺

　　平行齿轮的加工制造精度、质量影响设备的效率、噪声、运动精度和使用寿命。因此加工时不仅需要合理的加工工艺和热处理方式，先进的加工设备、高素质的技术工人也是必不可少的。齿形的制造加工是保证齿轮强度的重要工序。为此，该矿选择了德国进口的“KLINGELNBERG”

　　AMK－855平行齿轮切齿机、“KLINGELNBERG”

　　GKP－851平行齿轮跑合检查仪、“KLINGELNBERG”

　　AH1200淬火机及“AICHELIN”热处理设备对该套平行齿轮实施加工制造和热处理工艺，提高了齿轮的加工精度和使用寿命。

　　实践证明，经过以上4个步骤的改进，减速器齿轮的接触疲劳强度及弯曲疲劳强度分别提高了77.7％和40.8％，效果显著。

　　3.5改进润滑散热系统

　　减速器的热功率同其热量散发密切相关，要提高热功率首先应解决箱体内的发热问题。减速器在热态过程（即发热和散热过程）中，由于啮合损失、轴承损失、搅油损失、密封损失等产生了大量的热量，使得减速器因过大的功率损失而导致温度升高，限制了系统功能的正常发挥，对减速器系统产生了很大影响。要充分发挥其性能，关键在于提高热功率。

　　提高减速器热功率的方法主要是通过对减速器系统的冷却，增加其散热量及润滑油的循环。因此，该矿将润滑冷却系统改进为润滑油强制冷却润滑系统。

　　该系统主要用于大规格减速器及关键设备中。单独润滑冷却装置主要用于单机，集中润滑冷却装置主要用于机组或生产线。单独润滑冷却装置具有结构紧凑、互换性好等特点，可使减速器的工作油温保持在最佳状态，延长减速器的使用寿命。因此，对减速器的散热润滑系统加装了减速器外循环强制冷却散热系统，采用德国进口油泵、油压表、散热装置，通过合理的油路设计，减速器的工作状况得到很大改善，其热功率也有了很大提高。润滑油的工作温度从原来的80 ℃以上降至50 ℃左右，很好地解决了减速器的散热问题，最大程度地发挥了减速器的机械功率。

　　4结论

　　通过对ZL－1150型减速器进行5项改进，减速器的各项指标有了明显提高，从根本上解决了减速器使用中存在的一系列问题。经过6个多月的运行，减速器的各项性能指标趋于正常，这也证明在采用了新型材料、改进工艺并加装散热润滑系统后，减速器运行工况得到了有效改善。本方法简单且经济可行，易于推广应用。