陈 彪

（山西潞安集团蒲县新良友煤业有限公司， 山西 临汾 041200）

引言

众所周知，采煤机工况复杂且极其恶劣，现实中的使用情况说明轮齿-销排啮合传动来保持采煤机直线运行的方式存在许多的问题，例如矿物岩粒等杂质进入啮合区使，酸性液体进入啮合区，加之采煤机自身几十吨的重量，使得啮合时发生机构失效成为常见的现象。啮合时的接触失效是其中一种最为常见的失效方式[1]。这可以从疲劳裂纹的萌生与扩展的角度加以解释，由于工作环境与采煤机自身重量过大，轮齿-销排在啮合传动时一方面要承受采煤机的自重，另一方面矿物颗粒进入啮合区也使得啮合变得更加困难[2]。两方面的因素将造成巨大的接触应力，同时由于啮合是交变的，导致接触应力也是交变的，经过多次循环的交变接触应力作用后，齿面将在生产制造的表面微观缺陷区域产生局部塑性及晶体滑移，随着循环周次的增加，塑性变形增大将在局部产生微裂纹，微裂纹经表面拉应力的作用加速扩展，导致齿面剥落严重甚至会造成轮齿折断[3]。轮齿折断后会造成采煤机行走机构的整体失效，对井下作业人员的安全造成威胁，也对生产造成较大的时间损失和经济损失。因此有必要开展行走轮轮齿在啮合时接触强度计算的研究，使得研究方法能够为轮齿的设计与生产制造提供理论支持，也为其他类似产品的开发提供借鉴。

1 行走轮与销排三维模型的建立

在进行行走轮齿与销齿的接触分析之前，应先建立二者的三维模型。……