张 鹏

（太重煤机有限公司， 山西 太原 030032）

1 问题的提出

行星机构以其结构紧凑、体积小、传动比大等优点，被广泛应用于各类型采煤机截割部。行星机构是截割部的最后一级传动，是直接承受冲击载荷的传动机构，这个部位的齿轮大多采用高强度合金渗碳钢材料，经过渗碳淬火工艺，以保证设计使用寿命12 500 h 以上的要求。但实际上行星机构齿轮在采煤过程中常常出现齿面磨损、点蚀、胶合甚至断裂等失效形式，如图1、图2 所示，寿命往往达不到这个设计使用寿命，而且是造成采煤机机械故障率居高不下的主要原因之一。这主要基于两方面影响：一是由于煤矿地质条件复杂，煤质硬度不统一，煤层中常伴有矸石夹层；二是制造和安装精度的误差。这两方面不利因素均是不可避免的，导致行星机构中各行星齿轮的负荷不可能均匀分配。因此为了满足综采工作面增产减员、增产减面的要求，采煤机截割部行星机构“均载问题”的研究就变得更为重要[1]。

图1 行星齿轮失效状态

图2 行星机构失效报废量

2 技术方案的论证

2.1 分析目前采煤机截割部行星齿轮结构

目前，采煤机截割部行星齿轮机构为2K-H 型，如图3 所示，主要由太阳轮1、行星轮2、内齿圈3 和行星架4 等组成。四件行星轮彼此成90°均匀布置在行星轮架上，每个行星轮架由圆柱滚子轴承支撑在行星芯轴上。太阳轮为带花键的轴齿轮，设计成浮动结构，与四件行星轮相啮合，内齿圈固定并与四件行星轮相啮合，太阳轮的花键与上一级传递动力的轴连接，将动力经行星轮传递给行星架，实现行星架的转速和扭矩输出。……