采煤机行走车轮的选材及热处理工艺设计.docx

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1、论文认领人：雍嵚目录引言21.行走轮的加工制造工艺22.行走车轮应具备的性能32.1行走轮结构32.2行走车轮结构尺寸42.3 行走车轮疲劳强度分析52.4行走轮机构失效分析53.行走车轮的材料选择63.1 空冷贝氏体钢73.2 ZG45Cr4Si Mo VRE钢73.3 准贝氏体钢71.4 35Cr Mn Si合金钢84.行走车轮的热处理工艺84.1热处理方法84.2渗碳表层含碳量的选择104.3.硬度的确定114.4淬火组织114.4.1齿条热处理变形现状114.4.2 热处理过程齿条变形原因124.4.3. 减少和控制齿条渗碳淬火变形的措施145. 结语14摘要:本文介绍了采煤机重型齿轮

2、的加工制造技术和热处理技术，提出了一系列改善和提高齿轮性能的措施，以保证采煤机工作的安全可靠，延长其使用寿命。关键词：采煤机；行走车轮；制造工艺；热处理工艺引言采煤机行走轮的最后一级传动是通过齿轨轮与输送机上的销轴啮合来实现的。由于这一级传动是开放式传动，因此力很大。承受强烈的振动和冲击。因此，行走轮上的齿轮加工机床磨损快，齿面过早被切掉，有时甚至断齿，严重影响行走轮的使用寿命。由于目前使用的行走轮的使用寿命远低于采煤机的其他部件，附件等成本大大增加。因此，如何提高行走轮的使用寿命是用户和制造商非常关心和值得研究的问题。随着煤矿行业及其产业链的深入拓展, 市场对煤矿等不可再生资源的需求越来越旺

3、盛, 采煤等机械的制造与生产也进入一个高速发展的时期, 对机械生产技术提出了更高的要求, 特别是在机械中运用频率极高的齿体零部件的生产, 不管是其材料的选用还是生产工艺的选择, 都是影响机械作业的效率、质量的重要因素。作者通过生产实践认识到，要获得高强度、耐用的行走轮，除了齿形和模数的设计外，还必须重视材料的悬挂，这是齿轮材料选择和热处理的方法。目前，中国煤矿越来越多地使用薄煤层采煤机进行开采。采煤机行走轮的可靠性直接关系到煤矿安全生产效率和生产进度。保证行走轮轮轨协调的合理性非常重要。在功率不断提高、结构尺寸要求紧凑的情况下，采煤机行走轮引鞋目前采用分体式和整体式两种结构。分体式引鞋能更好地

4、满足行走箱结构的设计要求，但对输送机的水平和垂直弯曲适应性差。1.行走轮的加工制造工艺采用大圆角凸滚刀新技术:对于模数为10、压力角为200的齿轮，标准齿轮齿根的圆角和径向间隙为RI。滚齿时分别为0和2.5，加工时采用大圆角凸滚刀新技术。齿根圆角和径向间隙分别为R4和4。显然，齿圆角半径增加了。磨齿后，齿根不会留下任何痕迹，降低了齿根的应力集中，提高了齿轮的弯曲强度。通过对比试验，上述工艺制造的齿轮使用寿命提高了2-5倍。212氮化钛涂层齿轮成形器用于加工由18Cr2Ni4WA材料制成的齿轮，一般外齿模数为612。压力角是20。大多数内孔是渐开线花键孔。模量3-5，压力角300。 经过渗碳、淬

5、火和冷处理后，外齿面硬度可达52惠科，型芯硬度可达42 HRC左右，从而控制型芯在加工和热处理后的硬度在30- 36 HRC之间。为了保证齿轮的强度和使用寿命，我们采用渗碳后切削内孔渗碳层的工艺，整体淬火后插入渐开线花键孔。因为热处理后材料芯的硬度在30-36 HRC的范围内。普通插齿机加工困难，而氮化钛涂层插齿机加工渐开线花键孔，可以保证外齿和渐开线花键孔的制造质量，使用效果好，保证齿轮的设计要求。低速重载齿轮采用高强度合金钢硬齿面磨齿工艺，齿顶缘修整磨齿工艺，其中一端浮动无支撑太阳轮进行鼓形磨齿，通过冷却液、砂轮粒度、硬度和磨削量的磨削。除热处理工艺外，在磨齿过程中不会出现啮合齿轮副齿面粗

6、糙和齿面开裂的问题。2.行走车轮应具备的性能2.1行走轮结构根据工程实践，采煤机主要由切割装置、行走机构和辅助机构组成。行走机构是采煤机的核心部件。其结构包括牵引机构和驱动装置。牵引机构主要包括液压制动器、牵引电机、牵引轴、中心齿轮等部件。驱动装置主要包括齿轨轮、销排和引鞋、空档、支撑面等部件。齿轨轮和销排在使用过程中经常变形和断裂。行走机构通过驱动装置提供的动力源驱动牵引机构前进，实现行走机构的运行。行走机构的牵引方式主要有链条牵引、非链条牵引、钢丝绳牵引等形式。早期主要采用钢丝绳牵引，但存在钢丝绳容易断裂、容易引发重大安全事故等问题。因此， 现在主要使用无链牵引模式。采煤机行走部的结构组成

7、如图所示。由于特定的地质条件和环境影响，在采煤机运行过程中，面粉输送机的溜槽需要一定的水平弯曲和垂直弯曲。中间溜槽的偏转角和采煤机机身与第一水平中间溜槽的偏转角0是确定引鞋水平偏转角间隙和结构参数的主要依据。当l l0 n1，n = 2，3，4时，水平和垂直弯曲关系分别为：式中: L单节溜槽长度;L0 两个导向滑靴中心距离; 0 采煤机机身与偏转水平溜槽间的偏转角;每节中部溜槽相对偏转角;2.2行走车轮结构尺寸引鞋的结构尺寸主要取决于弯曲段斜槽齿轨的最大转折点，即直线段进入弯曲段的接触点。由于分体式引鞋的右侧片与行走箱固定在一起，不能适应输送机水平和垂直弯曲的变化。在实际应用过程中，齿轨轮严重

8、磨损，引鞋断齿断裂频繁发生。仅仅通过增加滑靴的内部宽度或锥形宽度是不可能实现导向功能的。为了确保整体引鞋平稳地穿过斜槽齿轨和斜槽转折点的对接和弯曲部分。目前采煤机主要有两种齿轮，一种是圆柱直齿轮(包括主传动内齿圈)，另一种是圆锥齿轮和螺旋锥齿轮。螺旋锥齿轮模数为12，螺旋角为350，属于格里森系统。在MG200W、MG300W系列采煤机和MG4630DW采煤机中，承受重载的主传动齿轮由高淬透性的合金渗碳钢18Cr2Ni制成。2.3 行走车轮疲劳强度分析引鞋的主要失效模式是疲劳断裂和疲劳磨损。本文以静强度分析为例，根据线性累积损伤疲劳理论，采用Solidworks COSMOS疲劳分析模块对引鞋

9、进行疲劳强度分析。在目标工作条件下，经过1000次负载循环后，引鞋的最小生命周期为13669次，最大生命周期为1 106次。右耳根部疲劳寿命最小，损伤率为1.5%，安全系数为1.983，基本满足采煤机易损件的设计要求。现场应用表明，整体引鞋的使用性能和使用寿命比分体引鞋有明显提高。采煤机上的齿轮是一种特殊的大齿轮，模数大，齿数少，节距一般为125、150和200ram。要使它正常工作，它必须具有以下属性:1)具有足够的弯曲强度；2)抗冲击性强；3)齿面应具有高耐磨性、抗疲劳性和点蚀耐腐蚀性。换句话说，齿轮轨道轮的基体结构应标准化，表面应渗碳淬火以获得更好的综合机械性能。为了满足这一要求，必须选

10、择高质量的低碳合金钢，并进行渗碳和淬火。2.4行走轮机构失效分析由于齿轨轮在工作过程中承受较大的载荷，并且经常超过齿轨轮能够承受的设计载荷，齿轨轮在较大的作用力下长时间工作，导致齿轨轮的每次接触都出现裂纹。在交变载荷的作用下，裂纹进一步发展为牙齿断裂，牙齿断裂更难预防。齿轮轨道轮失效的形式主要包括齿轮断裂和齿轮磨损。根据材料力学，当齿轮的工作应力小于材料的许用应力时，轮轨轮不会断裂。然而，在实际工作过程中，齿轮将不会平稳啮合并卡住，导致齿轮上的应力瞬间增加并超过其允许值，从而导致齿轮断裂。损坏的齿轮轨道轮的物理图。具体原因可以总结如下:1)在行走机构的工作过程中，由于齿轨轮与销排之间的冲击较大

11、，啮合点的接触力瞬间增大。2)引鞋的故障增加了引鞋和牵引机构外壳之间的间隙，导致齿轮接收来自不同方向的侧向力。3)齿轮工作过程中，应力不均匀，关键部位未得到结构保护。过大的力会导致齿轮的一侧断裂和失效。4)开采煤层倾角大，需要较大的开采功率，导致齿轮上的侧向力增加，齿轮与销排之间的磨损增加，导致齿轮断裂失效。3.行走车轮的材料选择齿轮的工作条件要求材料必须是高质量的低碳合金钢，并经过渗碳淬火。渗碳后的优质低碳合金钢淬火后，由于芯部含碳量低，可获得良好的冲击韧性。渗碳后，齿面含碳量高，由于含碳量的增加，表面淬火硬度可达到IJHRC60以上。实践证明，硬度越高，齿面耐磨性越好。适合渗碳淬火工艺的最

12、佳材料是18Cr2Ni4W、20Cr2Ni4、17CrNi3等。这些材料都是很好的渗碳淬火材料。行走轮锻造加工工艺(正常锻造成形除外，需进行氢氧去除处理)叶片毛坯粗加工叶片正火+高温回火_齿廓加工_渗透210短壁机械化采矿专业委员会碳+高温回火_加工(参照去除渗碳层的工艺)_淬火+低温回火其他部位加工。加工齿轮轨轮齿廓时，应尽可能降低表面粗糙度，抛光所有倒角，过渡部分圆角半径应尽可能避免渗碳过程中碳化物的集中。一般来说，采煤机齿体用钢对韧性和硬度有要求:如果硬度太低，很容易弯曲。然而，如果韧性低而硬度太高，就会发生脆性破坏。这为牙齿材料的选择提供了两个指导性指标。一般来说，钢(如铬钼系、锰硼系

13、、铬镍钼系、铬锰硅系、硅锰钼系等)。)添加了硅、锰、钼、铬等合金元素，如气冷贝氏体钢、高韧性二次硬化钢、准贝氏体钢等。3.1 空冷贝氏体钢采煤机截齿体使用的传统35Cr锰硅钢经过连续实践回火后，硬度可达42左右，满足煤矿机械材料的要求。然而，从其整个生产过程来看，在焊接硬质合金刀头之前，其淬火和回火处理将在距齿尖30毫米的距离内降低硬度，从而形成硬度(HRC)小于12的钢和魏氏组织(Widmanstatten structure)。将这种钢应用于截齿体将导致采煤机的机械性能降低(尤其是齿体的耐磨性将由于刀片面粉的低硬度而显著提高)。这种钢应用于采煤机截齿体时，硬度可达3550，冲击韧性可提高到

14、45，相对耐磨性也可提高到1.31。3.2 ZG45Cr4Si Mo VRE钢ZG45Cr4Si钼VRE钢是一种高韧性的二次硬化钢。与35Cr锰硅钢相比，其综合性能更好。ZG45Cr4Si钼VRE钢应用于采煤机截齿体。虽然其韧性低于35Cr锰硅钢，但耐磨性较高。从高强度采煤作业的角度来看，这种钢的应用更符合需求。特别是在空气淬火和高温回火后，钢的抗拉强度将达到1730兆帕，硬度将在50和52之间。相对耐磨性也在1.54左右，齿体的齿头相应硬化强化，在实际运行中能抵抗砾石脉石和煤尘的磨损，综合性能较高。3.3 准贝氏体钢准贝氏体钢，即硅锰钼系钢，具有较高的耐磨性和韧性。特别是在空冷过程后，获得了

15、更多由贝氏体铁素体和奥氏体组成的准贝氏体组织，自动取代了碳化物在该过程中的作用，从而大大提高了钢的硬度、耐磨性、塑性和韧性。用于采煤机截齿体，由于其表面硬度提高，裂纹扩展得到抑制，齿体磨损后可以减少甚至防止裂纹扩展。1.4 35Cr Mn Si合金钢35Cr锰硅合金钢是最常见的低合金钢。等温淬火之后，硬度只能达到4244，冲击韧性为60 J/m2，拉伸强度为1600兆帕。如果要强化基体，热处理时应加入1%2%的铬。其冲击变形等性能较好，成本较低。但是，从截齿体材料的要求来看，35Cr锰硅钢的应用在一定程度上可以抵抗意外冲击变形、突然严重磨损等现象，但仍然不能满足采煤机高强度作业的要求。4.行走

16、车轮的热处理工艺采煤机齿轮的承载能力和使用寿命不仅取决于齿轮的制造工艺，而且在很大程度上取决于齿轮的热处理工艺。18Cr2Ni4WA材料淬透性高。经过渗碳、淬火和冷处理后，具有较高的强度和韧性。为了进一步提高齿轮芯的强度和硬度。4.1热处理方法采用深度渗碳法，L齿轮淬火后渗碳层深度提高到1.9-2.3毫米，齿面硬度为58-62 HRC，芯部硬度为36HRC。表面渗碳层浓度应控制在0.75% 1.00%，过渡层的变化应平缓，以降低过渡层的残余拉应力。有效硬化层应控制在整个渗碳层的68%。金相组织要求碳化物等级3级，残余奥氏体量4级，脱碳层0.05轧机，渗碳淬火后应保证型芯的机械性能。控制热处理质

17、量主要在于控制渗碳和淬火。在18Cr2Ni4WA材料中，硅和Mn2元素很少，它们对渗碳层和渗碳层浓度梯度的影响可以忽略不计。它的主要合金元素镍是非碳化物形成元素。其主要功能是提高淬透性，降低渗层中碳的浓度和梯度。铬和钨是碳化物形成元素。由于其极高的碳吸收能力，渗透层中的碳浓度增加，浓度梯度变得陡峭。因此，合金元素镍、铬、钨的综合作用导致渗层中碳浓度的增加。浓度梯度变得陡峭。如果采用普通渗碳方法，渗碳层很容易产生网状碳化物，这将使渗碳层变脆并产生裂纹。鉴于此，渗碳过程分为排气、升温、强渗碳和扩散几个阶段。所谓分段渗碳法是将整个渗碳过程分成几个阶段，在不同阶段使用不同的碳势和温度。为防止渗碳层网状

18、碳化物的产生，18Cf2Ni4WA齿轮先进行分级渗碳，然后根据型芯的不同硬度要求，在220、420、540的硝石罐中进行分级淬火，使型芯获得低碳马氏体+贝氏体+残余奥氏体组织。淬火后，将表面残留的盐清洗干净，在液氮+酒糟溶液中于60-80进行冷处理，其主要目的是将渗层中残留的奥氏体转化为马氏体，提高其硬度。低温回火应该在冷处理后及时进行。经过渗碳、淬火、冷处理和低温回火处理后，可对齿面和齿根进行喷丸处理，以进一步提高齿根强度。喷丸处理通常是齿轮加工的最后一步。在喷丸过程中，微小的球形颗粒撞击齿轮表面。将产生大的残余压应力薄层。该薄层仅集中在齿轮的表面和副表面。喷丸处理后，齿轮的接触疲劳强度可提

19、高30% 50%，齿根弯曲疲劳强度可提高，可有效防止裂纹扩展。能有效抵抗破坏性冲击，减少点蚀。信息表明。通过喷丸强化处理，齿轮的使用寿命可明显延长。提高了内齿圈的制造质量；每个剪切器系列中主变速器内齿圈的模数为7-10。直径585 820 nlnlnl，压力角200，材质42CrMo。内齿圈是薄壁零件，经过车削、铣削、镶入、钻孔、磨削等加工工序和热处理后容易变形。为了防止变形，保证质量，锻造后增加正火工艺。粗车后，进行调质处理。淬火回火后硬度从240-280 HBS提高到260-300 HBS。增加这两种热处理工艺的目的是最大限度地消除内应力，细化晶粒，稳定显微组织，改善切削条件，改善齿面光洁

20、度，从而减少内齿圈的变形。半成品车削后，再次进行人工时效，齿轮成形分为粗镶和精镶两个过程。为了减少粗齿轮成形产生的内应力。进行第二次人工时效处理，在Magog梳齿机上进行精齿成形，完全保证了齿形精度。最后，进行氮化处理。渗氮层深度从0.3113133增加到0.40.6升，硬度大于600 HV。渗氮过程在井式气体氮化炉中进行。氮化炉应具有良好的密封性能，以防止空气进入氧化。用风扇搅拌氮气，使渗氮层和硬度均匀，从而保证内齿圈的制造质量。齿轨轮的热处理工艺作业曲线如图l所示。从上图中曲线上可以明显看出，行走车轮的热处理工艺分三部分：正火与高回；渗碳与高回；淬火与低回。4.2渗碳表层含碳量的选择下面以

21、18Cr2Ni4W材料为例。1)元素含量如下：C :0.13%-0.19%；Si :0.17%0.37%；Mn :0.30%-0.60%；Cr:1.35%-1.65%；Ni:4.0%-4.5%；W:0.80%-1.20%。2)热处理过程中各元素的作用如下:淬火硬度，主要提高强度；硅-强化铁素体和提高材料韧性；锰-提高材料的淬透性、强度、硬度和脆性；镍-提高材料的淬透性、硬度和塑性；提高材料的淬透性和强度、硬度和脆性；回火脆性一旦降低，材料的强度就会大大提高。3)渗碳表面层的碳含量。碳含量越高，防止齿面胶合的能力越强。然而，碳含量越高，晶粒生长和脆性越大。对于齿轨轮，渗碳齿面的碳含量通常控制在0

22、.85%至1.00%之间。4)渗碳层深度。渗碳层应有足够的深度，最好大于3 3.5毫米渗碳表面层的碳含量和渗碳层深度是相互矛盾的。如果你想要碳渗透的深度，它必然会导致碳浓度的增加，因此，必须通过通过控制碳势及其在渗碳炉中的变化，促进碳原子向深处扩散，但表层碳浓度不太高。贝氏体组织和网状碳化物在渗碳层是不允许的。渗碳层的深度意味着有效渗碳层深度的硬度是HRC50。4.3.硬度的确定材料采用1 8Cr2Ni4W时，在渗碳后要进行整体淬火，其表面硬度控制在HRC60左右就可以了。很高或过低都会带来脆裂，不耐磨等等不足。如果淬火后再冰冷处理，使残余奥氏体充分地体现转马式氏体，硬度就会相对提高一些，同时

23、也会淬硬层、内部有所延伸(如图2所示)。4.4淬火组织表面淬火组织的必要条件是没有网状碳化物，组织为均匀分布的细小颗粒碳化物。行业标准推荐:Jql-3级合格，4级可协商，5-6级不合格。马氏体和残余奥氏体组织是隐晶或细针状马氏体，残余奥氏体量少，其等级为合格14级，合格5级，不合格6级。铁芯结构不允许有块状、网状或针状铁素体。其等级为L4级，5级可以协商，6级不合格。淬火组织和渗碳层的浓度和深度以及淬火硬度必须在热处理过程中严格控制，并且必须有带熔炉的试块进行显微照片和分析。4.4.1齿条热处理变形现状 (1)机架由18Cr2Ni4WA、1836mm长、245mm直径、25mm模数、21.5齿

24、、78.54mm节距、0.03mm节距偏差和7 GKGB/T10096-1988制成。齿面渗碳淬火，有效硬化层为2.50-3.00毫米，淬火硬度为56-60 HRC，型芯硬度为35-41 HRC。(2)齿条加工工艺:下料、锻造、正火+回火、车削、应力消除、铣削、渗碳+淬火、磨削外圆、车削、磨削面粉、精铣(齿形)、装配工和检验。(3)齿条是热处理变形状态下长轴不对称齿轮的渗碳部分。该设备采用2.0t吉埃斐济密封箱式多用炉生产线，齿面水平向上支撑3点进行渗碳淬火。热处理过程中，在热应力、组织应力和附加应力的共同作用下，齿条变形较大，扭曲变形。齿条变形如下:齿条齿面向上倾斜的麴呈凸扭状，变形范围为1

25、.55毫米至7.80毫米；刻面在0.58 1.20毫米处弯曲，呈凹形。机架的长度方向一般缩短0.85 1.80毫米；杆间距有不同程度的增加，增加幅度为0.40 0.78毫米；轴向直径呈膨胀趋势，膨胀量在0.35 0.55毫米至0.55毫米之间4.4.2 热处理过程齿条变形原因 (1)热应力引起的变形热处理工件的变形变化是内应力和外应力共同作用的结果。在加热和冷却过程中，由于工件各部分的温差以及受热不均匀膨胀和冷收缩而产生内应力。齿杆的形状比较复杂(底部和一侧是平的，齿的底部非常靠近轴的中心线)，齿部的表面积明显大于下平面面粉的表面积，齿杆是结构不对称的工件，因此加热和冷却过程中产生的内应力较大

26、。当应力值超过材料的屈服强度时，会发生塑性变形，导致麴翘曲和工件变形。加热温度越高，热应力越大，变形越大。冷却速度越快，变形越大。当热应力占主导地位时，工件变形为快速冷却表面的凸面。(2)组织应力引起的变形组织应力引起的变形是由于零件渗碳、淬火和冷处理过程中组织转变引起的组织比容转变不一致引起的。马氏体相变过程中的体积变化会产生不同的相变变形，从而导致不同的变形。钢中碳含量越高，马氏体转变过程中的比体积变化越大，即膨胀量越大。奥氏体中碳含量越高，变形越大。马氏体越多，变形越大。残余奥氏体和未溶解碳化物越少，变形越大。(3)残余应力变形锻造产生的应力和机械加工(车铣齿)产生的加工应力，如果热处理

27、前不采取措施消除和减少，在渗碳淬火过程中必然会增加齿条热处理变形。(4)渗碳淬火过程中产生的变形齿条由航空渗碳材料18Cr2Ni4WA制成。因为它含有更多的铬、镍和钨合金元素，它抑制了奥氏体向珠光体转变过冷的速度，所以淬透性极高。渗碳淬火后，强度和韧性优良。渗碳处理后，材料表层的碳和合金元素大量溶解在奥氏体中，明显提高了奥氏体的合金化程度，贝氏体转变曲线大大向右偏移，不同含量的贝氏体和马氏体可以根据炉料和齿轮尺寸在空冷条件下转变。由于工艺复杂，用该材料制造的齿轮经过热处理后变形较大，这是由于齿轮经过反复加热和冷却后变形较大。渗碳层的熔点从渗碳前的310下降到80 90。渗透层和芯之间碳含量的这

28、种差异导致淬火过程中芯表面马氏体转变的相反顺序。这种相变顺序有时会在齿轮尺寸、装炉方法和冷却条件的影响下发生变化，因此齿条在热处理过程中产生的应力变得相对复杂，齿条的变形程度变得相对离散。当齿条被渗碳、淬火和冷却时，由于表层中的高碳，马氏体转变点(Ms)变得非常低，而芯中的马氏体转变点仍然处于相对较高的温度。通常，当尺寸小且冷却速度相对较高时，芯中的低碳奥氏体首先转变为低碳贝氏体和马氏体，并且体积增大。此时，高碳表层结构由从高温度猝灭温度到毫秒温度点的热应力主导的在机架的热膨胀和冷收缩区域，两者之间产生大的内应力，导致机架的两个相应面粉的变形和变形。变形趋势为齿状面凹陷。尽管当随后的温度下降到

29、低于具有较低表面的毫秒时马氏体转变发生并且体积增加，但是在芯中已经形成了较高强度的贝氏体和马氏体，阻碍了变形的发展并且将变形保持在低温。然而，事实上，该项目的支架具有大的横截面积，并且由高度可硬化的材料制成。它的弯曲变形使得齿面向上拱起。在实际冷却过程中，由于齿部的冷却速度明显快于齿的相对平面，所以马氏体转变首先发生在轮条的表面上，而不是在齿的中心部分和相对平面上。此外，大表面积增加了马氏体转变的速度和数量。马氏体相变引起的体积膨胀明显高于相对平面的体积膨胀。在热应力和组织应力的共同作用下，齿条向上拱向齿形面粉。由于内外Ms温度点之间的差异，此时铁芯的冷却速度足以进行马氏体转变，因此铁芯的体积

30、膨胀导致齿轮表面形成残余拉伸应力状态，这进一步加剧了齿条变形。此外，低碳马氏体在中心的体积变化比表面层中形成的马氏体小得多。表面层中的马氏体具有高屈服强度，这不足以引起塑性压缩和扭转变形。最后，变形仍然保持在齿面的弓形变形。4.4.3. 减少和控制齿条渗碳淬火变形的措施 (1)优化加工工艺，减少齿条渗碳淬火侧弯变形，优化加工工艺。渗碳淬火后，齿条的侧面在立式加工中心进行铣削。通过试验，机架侧弯控制在0.30 0.50毫米，变形明显改善。(2)淬火过程中增加中间无应力工序钢零件变形和开裂的原因比较复杂。由于机械加工应力导致淬火变形增加，零件尺寸超出公差范围，并不时产生废品。机械加工后工件表层存在

31、残余应力。有残余应力的零件处于不稳定状态。一旦内部平衡条件被打破，内应力的分布将发生变化，从而导致新的变形，特别是对于几何形状不对称的零件，它们在热处理过程中更容易发生翘曲麴变形。为了减少热变形，在齿轮铣削后和渗碳前增加了550的去应力和去点火程序。(3)优化热处理工艺的低淬火加热温度和高淬火冷却介质温度可有效降低和改善淬火变形，将齿条淬火温度从790 5降低到770 5，并将淬火冷却介质温度从60提高到85。(4)预应力约束变形淬火是为了控制齿条的变形量，利用正向和反向应力的相互抵消。齿条淬火时，在齿面上方的中部预先施加一定的压力，进行约束变形淬火。5. 结语 近年来，我国煤矿机械行业发展迅

32、速。截至2010年，全国已有多达24家煤矿机械制造企业，产销800余台，产能约1500台。从国内采煤机的竞争态势来看，受计划经济时代的影响，我国采煤机制造企业发展缓慢。它们不仅技术水平低，而且产品单一。虽然近年来技术进步很快，但与国外煤矿巨头相比，我国煤矿设备的可靠性和稳定性仍然不强。中国缺乏行业顶尖品牌，资本实力和技术研发能力与国际先进水平仍有差距。中外露天煤矿开采设备的生产差距很大，但并不强劲，这是目前中国煤炭行业的真实写照。目前，我国煤矿企业产能过剩的总体态势已经形成。产品竞争将不可避免地转向品牌竞争。推进国内煤炭行业的并购重组，从而强化品牌，是中国煤矿企业突破的必然举措。因此，国家需要

33、加强政策等方面的引导，以促进产能尽快淘汰落后，实现煤炭行业的健康发展。中国煤炭工业实施的资源整合和大集团战略，特别是13个煤炭基地的建设，将极大地推动煤炭行业的品牌建设和产品升级。这些措施不仅会提供巨大的市场机遇，还会推动整个煤炭行业市场的洗牌。目前，煤炭行业机械化率约为70%，但综采率相对较低，约为44%，而世界各国综采率超过80%，甚至达到100%，煤炭行业仍有很大的综采空间。长轴不对称齿条渗碳淬火变形的控制是一个复杂的系统过程，也是热处理工作者的一个永恒的教训。(1)齿条侧平面布置能有效控制渗碳淬火后齿条侧弯曲变形。(2)提高去应力退火和调整淬火工艺参数对改善齿条变形是有效的。(3)从试

34、验结果来看，采用预应力约束变形淬火方法降低和控制渗碳淬火齿条的弯曲变形量是可行的。该技术对其他不对称轴桿零件的渗碳淬火变形控制具有一定的参考价值。参考文献：1李京东. 煤机用行走轮组织性能及制造工艺研究D.南京理工大学,2016.2翁明月.采煤机齿轨轮的选材与热处理C./中国煤炭学会2007短壁机械化开采专业委员会学术研讨会论文集.2007:209-212.3李坤飞.采煤机齿轮轨热处理工艺改进数值模拟J.机械研究与应用,2018,31(5):179-181. DOI:10.16576/ki.1007-4414.2018.05.059.4翁明月.采煤机齿轨轮的选材与热处理C./中国煤炭学会2007短壁机械化开采专业委员会学术研讨会论文集.2007:209-212.