齒輪(lun)由于結構型式、材料與(yu)(yu)熱處理(li)、操作運行(xing)環境與(yu)(yu)條件等(deng)因(yin)素不同,發生故(gu)障(zhang)的形式也不同,常見(jian)的齒輪(lun)故(gu)障(zhang)有以下幾(ji)類形式。
(1)齒面磨損
潤(run)滑(hua)油不足或油質不清(qing)潔(jie)會(hui)造成齒(chi)面(mian)磨(mo)粒磨(mo)損,使齒(chi)廓(kuo)改變,側隙加大,以至由(you)于齒(chi)輪過度(du)減薄導致斷齒(chi)。一般情(qing)況(kuang)下(xia),只有在潤(run)滑(hua)油中(zhong)夾雜有磨(mo)粒使,才會(hui)在運(yun)行中(zhong)引(yin)起齒(chi)面(mian)磨(mo)粒磨(mo)損。
(2)齒(chi)面膠合和擦傷
對于重載和高(gao)速齒輪(lun)的(de)傳(chuan)動,齒面(mian)(mian)(mian)工作(zuo)區溫度很高(gao),一旦潤(run)滑(hua)條件不良(liang),齒面(mian)(mian)(mian)間的(de)油膜(mo)便(bian)會(hui)消失,一個齒面(mian)(mian)(mian)的(de)金屬會(hui)熔焊在(zai)(zai)與之嚙合的(de)另一個齒面(mian)(mian)(mian)上,在(zai)(zai)齒面(mian)(mian)(mian)上形成垂直(zhi)于節線(xian)的(de)劃痕狀膠合。新齒輪(lun)未經磨合便(bian)投入(ru)使(shi)用時,常在(zai)(zai)某一局部產(chan)生這種現象,使(shi)齒輪(lun)擦(ca)傷。
(3)齒面(mian)接(jie)觸疲勞
齒輪在(zai)實際(ji)嚙合(he)過程中,既有相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)滾動,又(you)有相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)滑動,而且相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)滑動的(de)摩擦力在(zai)節點兩側的(de)方向相(xiang)(xiang)反,從(cong)而產(chan)(chan)生脈動載荷(he)。載荷(he)和脈動力的(de)作用(yong)使齒輪表面(mian)(mian)層深(shen)處產(chan)(chan)生脈動循環變化(hua)的(de)剪應力,當(dang)這種剪應力超過齒輪材(cai)料的(de)疲勞(lao)極限時,接(jie)觸表面(mian)(mian)將產(chan)(chan)生疲勞(lao)裂(lie)紋(wen),隨著(zhu)裂(lie)紋(wen)的(de)擴(kuo)展(zhan),最終使齒面(mian)(mian)剝(bo)落(luo)小片(pian)(pian)金屬,在(zai)齒面(mian)(mian)上(shang)形成(cheng)小坑,稱之為點蝕。當(dang)點蝕擴(kuo)大連(lian)成(cheng)片(pian)(pian)時,形成(cheng)齒面(mian)(mian)上(shang)金屬塊(kuai)剝(bo)落(luo)。此外,材(cai)質不均勻或局部擦傷,也容(rong)易在(zai)某(mou)一(yi)齒上(shang)首(shou)先出現接(jie)觸疲勞(lao),產(chan)(chan)生剝(bo)落(luo)。
(4)彎曲(qu)疲勞與(yu)斷齒
在(zai)(zai)運行過程中承受載(zai)荷的(de)齒(chi)輪(lun)(lun),如同懸(xuan)臂梁,其根部收到脈沖循環(huan)的(de)彎曲應力作用,當(dang)這種周期性應力超過齒(chi)輪(lun)(lun)材料的(de)疲勞極限時(shi),會在(zai)(zai)根部產生(sheng)裂紋(wen),并逐步擴展(zhan),當(dang)剩余部分無法(fa)承受傳動載(zai)荷時(shi)就會發生(sheng)斷齒(chi)現象。齒(chi)輪(lun)(lun)由(you)于(yu)工作中嚴重(zhong)的(de)沖擊(ji)、偏(pian)載(zai)以及材質不均勻也可能會引起(qi)斷齒(chi)。斷齒(chi)和點蝕是齒(chi)輪(lun)(lun)故障(zhang)的(de)主(zhu)要形式。
齒(chi)輪(lun)故(gu)障(zhang)還可分(fen)(fen)為(wei)局部(bu)故(gu)障(zhang)和分(fen)(fen)布故(gu)障(zhang)。局部(bu)故(gu)障(zhang)集中在一(yi)個或幾(ji)個齒(chi)上,而(er)分(fen)(fen)布故(gu)障(zhang)則在齒(chi)輪(lun)各個輪(lun)齒(chi)上都(dou)有體(ti)現。
二、齒輪故障的原因
產(chan)生上述齒輪故障(zhang)的(de)原(yuan)因(yin)很多(duo),但從大量(liang)故障(zhang)的(de)分析統計結果來(lai)看,主要(yao)原(yuan)因(yin)有以下幾個方面(mian)。
(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(zhi)(zhi)齒輪(一般(ban)為旋(xuan)轉(zhuan)體(ti)(ti))的(de)幾何中心和旋(xuan)轉(zhuan)中心不重合(he),齒距偏差(cha)是指(zhi)(zhi)齒輪的(de)實際齒距與公稱齒距有較大誤(wu)(wu)差(cha),而齒形誤(wu)(wu)差(cha)是指(zhi)(zhi)漸開線齒廓有誤(wu)(wu)差(cha)。
(2)裝配不良
齒輪(lun)(lun)裝配不當會造成工作狀態(tai)劣(lie)化。當一對互相(xiang)嚙(nie)合的齒輪(lun)(lun)軸不平(ping)行時,會在齒寬(kuan)方向只有一段接(jie)觸,或(huo)則出現(xian)齒輪(lun)(lun)的直(zhi)線性偏(pian)差等,使(shi)齒輪(lun)(lun)所承受的載荷在齒寬(kuan)方向不均勻,不能平(ping)穩的傳遞扭(niu)動(dong)矩,這種情況稱為(wei)“一段接觸”,會使齒的局部承受過大的載荷,有可能造成撕齒
(3)潤滑不良
對于高速重載(zai)齒(chi)輪(lun),潤(run)(run)滑(hua)不(bu)良(liang)會(hui)導(dao)致(zhi)齒(chi)面局部過熱,造成(cheng)(cheng)色變,膠合等故障,導(dao)致(zhi)潤(run)(run)滑(hua)不(bu)良(liang)的原因是多方面的除了油路(lu)堵塞、噴油孔(kong)堵塞外,潤(run)(run)滑(hua)油中進水、潤(run)(run)滑(hua)油變質,油溫過高等都會(hui)造成(cheng)(cheng)齒(chi)面潤(run)(run)滑(hua)潤(run)(run)滑(hua)不(bu)良(liang)
(4)超載
對(dui)于工作負荷不(bu)平(ping)穩的(de)齒(chi)輪(lun)驅(qu)動裝置(zhi),經(jing)常(chang)會(hui)(hui)出現(xian)過(guo)載現(xian)象,如(ru)果沒有(you)適當的(de)保護(hu)措施,就會(hui)(hui)造成齒(chi)輪(lun)過(guo)載斷裂(lie)、或者長期(qi)過(guo)載導致大量的(de)輪(lun)齒(chi)根(gen)部疲勞裂(lie)紋(wen)、斷裂(lie)。
(5)操(cao)作失誤
操作失誤通常(chang)包括缺油、超載(zai)、長期超速等,都會造(zao)成(cheng)齒輪損(sun)傷(shang)、損(sun)壞(huai)。
總結(jie):齒輪是機械設(she)備(bei)中重要(yao)的連(lian)接和(he)傳(chuan)動部(bu)件,在機械設(she)備(bei)運行(xing)過程中發揮(hui)有重要(yao)作用。但由于齒輪本身結(jie)構的特(te)(te)點,是特(te)(te)別易損(sun)害和(he)出現故(gu)障的部(bu)件,如不及時(shi)發現故(gu)障,將會給整個生產和(he)社(she)會造成很(hen)大的損(sun)失。可(ke)見齒輪故(gu)障診斷的重要(yao)性。
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