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    齒輪5種常見故障的原因、發生部位及預防措施

    時間 :2019-11-09 作者 : 來源: 瀏覽 : 分類 :常見問題

      齒輪由于結構形式、材料與熱處理、操作運行環境與條件等因素不同,發生故障的形式也不同,常見的齒輪故障有以下幾種形式。


      1齒輪故障形式及預防措施


      1)齒面疲勞(點蝕、剝落)


      原因及現象:


      主要是由于工作表面的交變應力引起的微觀疲勞裂紋,潤滑油進入裂紋后,由于嚙合過程可能先封閉入口然后擠壓,微觀疲勞裂紋內的潤滑油在高壓下使裂紋擴展,結果小塊金屬從齒面上脫落,留下一個小坑,形成點蝕。如果表面的疲勞裂紋擴展得較深、較遠或一系列小坑由于坑間材料失效而連接起來,造成大面積或大塊金屬脫落,這種現象則稱為剝落。


      發生部位:靠近節線的齒根面處。


      發生場合:閉式傳動。


      預防措施:提高齒面硬度、降低表面粗糙度值、合理選擇潤滑油的粘度及采用正確度變位齒輪傳動。


      2)齒面磨損或劃痕


      產生原因:


     ?。?)粘著磨損。


      在低速、重載、高溫、齒面粗糙度差、供油不足或油黏度太低等情況下,油膜易被破壞而發生粘著磨損。潤滑油的黏度高,有利于防止粘著磨損的發生。


     ?。?)磨粒磨損與劃痕。


      潤滑油中含有雜質顆粒以及在開式齒輪傳動中的外來砂?;蛟谀Σ吝^程中產生的金屬磨屑,都可以產生磨粒磨損與劃痕。一般齒頂、齒根的摩擦較節圓部嚴重,這是因為齒輪嚙合過程中節圓處為滾動接觸,而齒頂、齒根為滑動接觸。


     ?。?)腐蝕磨損。


      由于潤滑油中的一些化學物質如酸、堿或水等污染物與齒面發生化學反應造成金屬的腐蝕而導致齒面損傷。


     ?。?)燒傷。


      燒傷是由于過載、超速或不充分的潤滑引起的過分摩擦所產生的局部區域過熱,這種溫度升高足以引起變色和過時效,會使鋼的幾微米厚表面層重新淬火,出現白層。損傷的表面容易產生疲勞裂紋。


      發生場合:開式傳動。


      預防措施:采用閉式傳動,提高齒面硬度,減小接觸應力,降低表面粗糙度值,保持潤滑油的清潔。


      3)齒面膠合


      產生原因:


      大功率軟齒面或高速重載的齒輪傳動,當潤滑條件不良時易產生齒面膠合(咬焊)破壞,即一齒面上的部分材料膠合到另一齒面上而在此齒面上留下坑穴,在后續的嚙合傳動中,這部分膠合上的多余材料很容易造成其他齒面的擦傷溝痕,形成惡性循環。


      發生部位:靠近節線的齒頂面。


      發生場合:高速、低速重載齒輪。


      預防措施:適宜的潤滑油、提高硬度、減小表面粗糙度值、采用抗膠合能力強的齒輪材料。


      4)齒面塑性變形(飛邊)


      產生原因:


      較軟齒面的齒輪在頻繁啟動和嚴重過載,在齒面間過大的摩擦力作用下,齒面接觸應力會超過材料的抗剪強度,齒面材料進入塑性狀態,造成齒面金屬的塑性流動,使主動輪節圓附近齒面形成凹溝,從動輪節圓附近齒面形成凸棱,從而破壞了正確的齒形。有時可在某些類型的齒輪的從動齒面上出現“飛邊”,嚴重時擠出的金屬充滿頂隙,引起劇烈振動,甚至發生斷裂。


      發生部位:主動輪形成凹溝,從動輪齒面形成凸棱。


      預防措施:提高齒面硬度、選用較高粘度的潤滑油,避免頻繁啟動和嚴重過載。


      5)輪齒折斷


      原因:


      變載(疲勞、過載),若因突然過載或沖擊過載,很容易在齒根處產生過載荷斷裂。即使不存在沖擊過載的受力工況,當輪齒重復受載后,由于應力集中,也易產生疲勞裂紋,并逐步擴展,致使輪齒在齒根處產生疲勞斷裂。另外,淬火裂紋、磨削裂紋和嚴重磨損后齒厚過分減薄時在輪齒的任意部位都可能產生斷裂。輪齒的斷裂是齒輪最嚴重的故障,常因此造成設備停機。


      發生場合:開式齒輪傳動和硬齒面閉式齒輪傳動中。


      預防措施:選擇適當的魔術和齒寬,采用合適的材料及熱處理工藝,減小齒根處的應力集中。


      2齒輪故障主要原因


      1)制造誤差


      齒輪制造誤差主要有偏心、齒距偏差和齒形誤差等。偏心是指齒輪(一般為旋轉體)的幾何中心和旋轉中心不重合,齒距偏差是指齒輪的實際齒距與公稱齒距有較大誤差,而齒形誤差是指漸開線齒廓有誤差。


      2)裝配不良


      齒輪裝配不當會造成工作狀態劣化。當一對互相嚙合的齒輪軸不平行時,會在齒寬方向只有一端接觸,或者出現齒輪的直線性偏差等,使齒輪所承受的載荷在齒寬方向不均勻,不能平穩地傳遞動扭矩,這種情況稱為“一端接觸”,會使齒的局部承受過大的載荷,有可能造成斷齒。


      3)潤滑不良


      對于高速重載齒輪,潤滑不良會導致齒面局部過熱,造成色變、膠合等故障。導致潤滑不良的原因是多方面的,除了油路堵塞、噴油孔堵塞外,潤滑油中進水、潤滑油變質、油溫過高等都會造成齒面潤滑不良。


      4)超載


      對于工作負荷不平穩的齒輪驅動裝置(例如礦石破碎機、采掘機等),經常會出現過載現象,如果沒有適當的保護措施,就會造成輪齒過載斷裂,或者長期過載導致大量輪齒根部疲勞裂紋、斷裂。


      5)操作失誤


      操作失誤通常包括缺油、超載、長期超速等,都會造成齒輪損傷、損壞。


      


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