吕 东 宋同凯

（沈阳科技学院）

采煤机在刮板输送机上往复移动进行割煤，其移动的动力源是牵引电机，动力由牵引部减速机传递至行走部传动轴、行走部驱动轮，行走部驱动轮与刮板输送机的销排啮合，进而带动采煤机在刮板输送机上移动割煤［1］。因此，行走部传动轴是采煤机移动环节的重要组成部件，为保证采煤机高效工作，行走部传动轴必须稳定、可靠。

1 故障描述

某型号采煤机在使用过程中发生了行走部传动轴断裂故障，设备使用工况为全煤，采高1.3～1.9 m，煤壁有夹矸，煤层硬度f=2～4，在截割678 h时发生此故障。该行走部传动轴为阶梯轴，故障断裂面位于轴承安装轴肩处，故障断口外缘光滑，内部粗糙，在断裂面上有端面螺纹孔M30 的底孔。行走部传动轴断裂位置及断口见图1、图2。

2 故障分析

为准确找出故障原因，需要对损坏的行走部传动轴进行详细分析，主要从轴的尺寸参数、生产质量及使用工况3 个方面进行分析，得出故障原因，制定改进对策，避免类似故障再次发生。

2.1 设计参数

行走部传动轴的动力来源是牵引电机，牵引电机功率P=35 kW，行走部传动轴的输出转速n1=8 r/min，行走部传动轴轴承安装轴肩（故障断面处）圆角为R1。结合行走部传动轴断口情况，考虑传动轴为疲劳断裂，故在进行设计参数校核时，要进行有限元静力分析及疲劳强度分析［2］，计算过程如下。

2.1.1 有限元静力分析

2.1.1.1 受力计算

行走部传动轴外部安装有行走驱动轮，行走驱动轮只受到圆周方向的驱动力，行走部紧急停车状况下输出转矩最大，其圆周力也为最大，最大圆周力F计算如下。……