自防爆无轨胶轮车问世以来，大多数防爆无轨胶轮车采用防爆柴油机与机械式变速箱的动力组合，二者作为车辆的核心元件，对车辆的使用性能以及质量优劣有着关键性的作用。随着煤矿开采深度的增加，煤矿巷道的坡度不断加大，加上巷道路面工况较差，某型防爆无轨胶轮车变速箱出现挂挡困难、内部异响、壳体开裂的情况，为进一步提升产品质量，提升产品的适应性，对出现故障的变速箱从使用、设计、制造等方面分析故障原因并加以改进。

防爆无轨胶轮车变速箱故障现象

发生故障的防爆无轨胶轮车变速箱主要存在壳体开裂、内部异响以及挂挡困难的现象。在某些矿区，井下坡度不大，但是路面条件差且坡度变化较大，变速箱壳体在使用30~60d后，其取力器法兰处壳体开裂；而在一些巷道条件好但存在长距离、坡度大的矿区，变速箱挂挡困难，内部有异响，输入轴处的轴承损坏以及出现漏油。通过拆解、检查出现故障的变速箱，并结合上述区域性损坏的特点，可初步判定变速箱壳体开裂与其他轴承损坏、异响等故障没有直接关系。

防爆无轨胶轮车变速箱故障原因分析

※变速箱壳体开裂原因分析

通过对变速箱使用工况以及拆解情况的分析，可能造成变速箱壳体开裂的原因如图1所示。

（1）设计原因

通过对变速箱壳体开裂的部位进行测量，开裂处厚度在5.2mm，满足图纸所要求的毛坯厚度5~5.5mm。该款变速箱在防爆无轨胶轮车上广泛应用，只是在2018年度出现故障，因此可以排除设计强度不足的可能性。

（2）变速箱内部、人为及异常外力撞击原因

由于变速箱壳体开裂位置固定在取力器法兰处，且在拆解过程中变速箱内部没有较大的零部件（如同步器）损坏脱落，因此可以排除变速箱内部零部件脱落将壳体碰坏的可能性。

对变速箱壳体集中损坏的矿区进行实地查访，该矿区防爆无轨胶轮车驾驶人员需持有C1及以上的驾驶证才能上岗，且该矿区对胶轮车管理严格，每班都会对车辆使用情况进行检查和保养，以保证无轨胶轮车安全运作，因此也排除了因人为操作不当造成变速箱损坏的可能性。

该矿区井下路面条件较差，坡度起伏较大，但路面不存在较大的障碍物可以对变速箱造成撞击、导致壳体开裂，因此也可以排除外力损坏变速箱的因素。

（3）铸造材料

经与变速箱供货商沟通得知，由于变速箱壳体的铸造供应商没有相应的环保资质被迫停产，在此期间更换过壳体的铸造供应商。为此，对损坏的变速箱壳体进行取样检测，分析其铸造材料的成分。根据设计要求，壳体材料应使用HT200，通过检测，其实测值与标准成分对比如表1所示。变速箱壳体所用HT200材料中C、Si、Mn、S、P等元素均满足要求，因此可以排除使用劣质材料造成壳体开裂的原因。

（4）铸造缺陷

通过对开裂的变速箱进行金相实验，获得珠光体金相照片。对于HT200而言，一般要求其珠光体含量大于95%，才能保证材料有足够的强度。而从图中可以看出，该箱体组织结构珠光体含量较低，对比GB7216《灰铸铁金相检验》，该变速箱壳体中珠光体含量小于45%，严重影响壳体的强度及硬度指标。造成该缺陷的主要原因是变速箱开裂处位于壳体的薄壁部位，该部位在铸造过程中的共析转变阶段铁水冷却速度较慢，最终造成壳体薄壁部位出现缩松缺陷，壳体有效厚度减小，强度降低，使得变速箱在使用时容易造成铸件开裂故障。

经与变速箱供应商核实，该厂家以往没有生产此类产品的经验，在铸造过程中没有控制好温度从而导致铸造缺陷的发生。

※改进

对于变速箱壳体开裂故障，要求铸造厂家严格控制铸造过程中的温度，进一步优化浇注口的位置，保证铸造工艺的合理性，降低产品的铸造缺陷。