采煤机驱动轮零件是采煤机中重要关键零部件，其工作环境十分恶劣，采煤机行走时驱动轮承受很大的冲击力，齿部承受很大的弯曲强度等十分复杂多变受力，导致采煤机驱动轮过早的失效。因而，采煤机驱动行走轮机械性能好坏十分重要。

1.采煤机驱动轮图样及技术要求

（1）图样如图1所示，模数m=39.79，齿数z=7，节圆弦齿厚为59mm，齿厚60mm。

图 1

（2）采用材料为20Cr2Ni4A，其化学成分见表1。

其技术要求：齿面渗碳2.5～3.0mm，花键渗碳0.80～1.2 mm，齿面、花键淬火硬度58～62HRC。

（3）驱动轮的热处理工艺

①渗碳：温度为920℃，渗碳介质为煤油+甲醇；排气期时间1h，渗碳介质为甲醇；强渗期时间为15～16h，渗碳介质为煤油+甲醇；扩散期温度为950℃，时间为1h，渗碳介质为甲醇。出炉淬火+高温回火。

②淬火：采用不完全淬火+低温回火工艺。③齿面抛丸处理。

2.驱动轮工作与失效

采煤机驱动轮在工作时与运输机齿轨啮合带动采煤机行走，但是该啮合处于无润滑啮合摩擦条件下工作。采煤机驱动轮经近20个工作日运转后，将会导致驱动轮齿部过早压溃并形成断齿失效现象（见图2a、图2b）。齿面形成渗碳层压溃、龟裂、点蚀现象（见图3a）。从驱动轮的断口由齿根部呈放射性痕迹断裂，是典型疲劳强度不够造成断裂特征（见图3b）。

（a）驱动轮齿面压溃（b） 驱动轮断齿

图 2

（a） 驱动轮齿面 （b） 驱动轮断口组织

图 3

3.热处理工艺改进

（1）技术要求

齿面渗碳5.0～6.0mm，花键渗碳0.80～1.2 mm，齿面、花键淬火硬度58～62HRC

（2）热处理工艺

①渗碳：温度为920℃，渗碳介质为煤油+甲醇；排气期时间为1h，渗碳介质为甲醇；强渗期时间为55～60h，渗碳介质为煤油+甲醇；扩散期温度为950℃，时间为5h，渗碳介质为甲醇；出炉淬火+高温回火。

②淬火：采用不完全淬火+低温回火工艺。

③齿面抛丸处理。

经改进齿面增加渗碳层厚度，采用渗碳后二次淬火工艺。使齿面耐磨性、耐疲劳强度、耐冲击性有较大的提高。经90多个工作日运转后，驱动轮齿部及齿面完整无损（见图4a、图4b）。满足了零件使用要求。

（a） （b）

图 4

4.结语

驱动轮通过修订设计重载齿轮的渗碳层厚度，改进热处理工艺手段，从而提高驱动轮的耐磨性、耐疲劳强度、耐冲击性的机械性能。以提高驱动轮的使用性，满足了驱动轮零件寿命要求。（本文来自金属加工公众号，点击链接阅读原文）

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