淺談機(jī)械傳動(dòng)齒輪失效的診斷與檢修3500字

1、淺談機(jī)械傳動(dòng)齒輪失效的診斷與檢修3500字 摘要：隨著工業(yè)化進(jìn)程的開(kāi)展，作為機(jī)器運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞主要形式的齒輪傳動(dòng)，其零件已成為機(jī)械產(chǎn)品的重要根底，其以耐磨損、耐腐蝕、耐高溫及平安可靠等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。但在應(yīng)用中也會(huì)出現(xiàn)傳動(dòng)失效的問(wèn)題，本文對(duì)此加以討論。 畢業(yè)關(guān)鍵詞：機(jī)械傳動(dòng)齒輪；失效；形式；預(yù)防措施機(jī)械傳動(dòng)齒輪具有效率高、構(gòu)造緊湊、工作壽命長(zhǎng)以及傳動(dòng)比穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，在機(jī)械傳動(dòng)形式中受到廣泛歡送。機(jī)械傳動(dòng)齒輪的失效形式主要有輪齒折斷、齒面膠合、齒面點(diǎn)蝕以及塑性變形等情況，輪齒的嚙合不合理時(shí)，就極容易造成齒輪構(gòu)造的超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)或沖擊負(fù)荷的出現(xiàn)，相對(duì)較軟的輪齒就會(huì)出現(xiàn)塑性變形，甚至?xí)霈F(xiàn)飛邊、輪齒變圓等

2、問(wèn)題。齒輪失去正常齒形后，嚙合將會(huì)受到更嚴(yán)重的影響，大大降低了機(jī)械傳動(dòng)的效率與作用。但它在診斷過(guò)程中需要的技術(shù)要求也較高，只有準(zhǔn)確判斷，才能準(zhǔn)確定位問(wèn)題，并進(jìn)展改造或檢修。當(dāng)制造、安裝和使用過(guò)程中出現(xiàn)不當(dāng)情況往往會(huì)引起較大的振動(dòng)、噪聲，甚至發(fā)生斷裂等失效故障。產(chǎn)生齒輪失效的原因比擬復(fù)雜，下面就此進(jìn)展討論。1、齒輪失效的主要形式1.1 輪齒折斷輪齒受力后，相當(dāng)于懸臂梁受載，齒根部彎曲應(yīng)力最大，同時(shí)齒根又有較大的應(yīng)力集中，因此，輪齒彎曲折斷一般發(fā)生在齒根部分。齒輪傳開(kāi)工作時(shí)，輪齒每嚙合一次，齒根彎曲應(yīng)力變化一次。當(dāng)彎曲應(yīng)力超過(guò)彎曲疲勞極限，輪齒重復(fù)受載后，齒根處就會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋，并逐漸擴(kuò)展，致使輪

3、齒折斷，這種折斷稱(chēng)為疲勞折斷。輪齒受到短時(shí)意外的嚴(yán)重過(guò)載或沖擊載荷作用也易造成突然折斷，這種折斷稱(chēng)為過(guò)載折斷。1.2 齒面點(diǎn)蝕齒面點(diǎn)蝕是一種在輪齒外表上出現(xiàn)麻點(diǎn)的齒面疲勞損傷。齒輪傳開(kāi)工作時(shí)，輪齒外表的接觸應(yīng)力呈脈動(dòng)變化。在接觸應(yīng)力作用下工作一定時(shí)間后，靠近節(jié)線(xiàn)的齒根外表就會(huì)出現(xiàn)假設(shè)干小裂紋，光滑油滲入裂紋，當(dāng)裂紋隨輪齒嚙合而閉合后，封閉在裂紋中的光滑油在壓力作用下，產(chǎn)生楔擠作用而使裂紋擴(kuò)大，最后導(dǎo)致表層小片狀剝落而形成麻點(diǎn)狀凹坑，稱(chēng)為齒面疲勞點(diǎn)蝕。齒輪發(fā)生齒面點(diǎn)蝕后，嚴(yán)重影響傳動(dòng)的工作平穩(wěn)性并產(chǎn)生振動(dòng)和噪音，影響傳動(dòng)的正常工作，甚至導(dǎo)致傳動(dòng)的破壞。1.3 齒面膠合膠合是比擬嚴(yán)重的粘著磨損，在

4、高速重載傳動(dòng)中時(shí)，因滑動(dòng)速度高而產(chǎn)生的瞬時(shí)高溫會(huì)使油膜破裂，造成齒面間的粘焊現(xiàn)象，粘焊處被撕脫后，輪齒外表沿滑動(dòng)方向均成溝痕，這種膠合稱(chēng)為熱膠合。在低速重載傳動(dòng)中，不易形成油膜，摩擦熱雖不大，但也可能因重載而出現(xiàn)冷粘著，這種膠合稱(chēng)為冷膠合。熱膠合是高速、重載材料傳動(dòng)的主要失效形式。1.4 齒面磨損互相嚙合的兩齒廓外表有相對(duì)滑動(dòng)，在載荷作用下，會(huì)引起齒面的磨損。假如磨損的速度符合預(yù)定的設(shè)計(jì)使用期限，那么應(yīng)視為正常磨損。正常磨損的齒面很光亮，沒(méi)有明顯的痕跡。在規(guī)定的磨損量界限內(nèi)，并不影響齒輪的工作才能。但齒面磨損嚴(yán)重后，輪齒將失去正確的齒形，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的噪音和振動(dòng)，影響齒輪正常工作，齒厚逐漸減薄，

5、最后導(dǎo)致輪齒因強(qiáng)度缺乏而折斷。1.5 齒面塑性變形當(dāng)齒輪材料較軟而載荷及摩擦力又很大時(shí)，在嚙合過(guò)程中，齒面表層材料就會(huì)沿著摩擦力的方向產(chǎn)生塑性變形，從而破壞正確齒形。在主動(dòng)輪齒面節(jié)線(xiàn)的兩側(cè)，齒頂和齒根的摩擦力方向相背，在節(jié)線(xiàn)附近形成凹溝；在從動(dòng)輪齒節(jié)線(xiàn)的兩側(cè)，齒頂和齒根摩擦力方向相對(duì)，因此在節(jié)線(xiàn)附近形成凸脊，齒面塑性流動(dòng)破壞了正確的漸開(kāi)線(xiàn)齒廓，導(dǎo)致輪齒從動(dòng)失效。2、導(dǎo)致齒輪失效現(xiàn)象的主要誘因分析(1)制造誤差齒輪制造時(shí)造成的主要異常有:偏心、齒距偏向和齒形誤差等。所謂偏心，是指齒輪(一般為旋轉(zhuǎn)體)的幾何中心和旋轉(zhuǎn)中心不重合。齒距偏向是指齒輪的實(shí)際齒距與公稱(chēng)齒距之差;而齒形誤差是指漸開(kāi)線(xiàn)齒廓有誤

6、差。(2)裝配不良齒輪裝配不當(dāng)，會(huì)造成齒輪的工作性能惡化。例如，在齒寬方向只有一端接觸，或者齒輪的直線(xiàn)性偏向等，使齒輪所承受的載荷在齒寬方向不均勻，不能平穩(wěn)地傳遞動(dòng)力。這種情況使齒的部分增加多余的載荷，有可能造成斷齒，此現(xiàn)象稱(chēng)為“一端接觸。3、預(yù)防和改良齒輪傳動(dòng)失效的措施討論3.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)機(jī)械齒輪在不加大外形尺寸的條件下，如何進(jìn)步其強(qiáng)度和壽命是從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)預(yù)防和改良齒輪傳動(dòng)失效的主要方向。特別是對(duì)于承受重載和沖擊載荷的機(jī)械齒輪,其彎曲極限應(yīng)力強(qiáng)度和接觸耐久性極限強(qiáng)度都必須得到有效提升，這就需要不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)，包括優(yōu)化選材、優(yōu)化齒形構(gòu)造、采用先進(jìn)加工和處理工藝，這樣才能通過(guò)外表光潔度、合理的硬度和

7、嚙合參數(shù)、有效的光滑參數(shù)、裝配要求等工藝的提升，來(lái)實(shí)現(xiàn)防止齒輪傳動(dòng)失效的現(xiàn)象。3.2 淺談機(jī)械傳動(dòng)齒輪失效的檢修 對(duì)于已經(jīng)失效的齒輪構(gòu)造，如何進(jìn)展判斷是否到達(dá)報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)呢？針對(duì)不同的失效形式，有著不同的結(jié)論。檢修失效的機(jī)械傳動(dòng)齒輪主要有幾種情況：首先是齒輪有裂紋出現(xiàn)或是齒面斷裂時(shí)，就需要報(bào)廢了；二是當(dāng)齒輪輪齒的外表點(diǎn)蝕損壞占整個(gè)輪齒外表的三成以上，深度到達(dá)10%以上，或者點(diǎn)蝕面積超過(guò)60%，就需要報(bào)廢處理；三是對(duì)于齒輪的磨損，它對(duì)于不同的應(yīng)用機(jī)構(gòu)有著不同的要求。對(duì)于一般的提升機(jī)構(gòu)而言，平安系數(shù)較高，磨損齒厚不應(yīng)該低于原厚度的80%；對(duì)于一般性的運(yùn)行機(jī)構(gòu)而言，齒輪的磨損不應(yīng)該低于60%，假如超出此

8、范圍，那么需要更換齒輪構(gòu)造了。第四，為防止膠合現(xiàn)象出現(xiàn)，應(yīng)該采用高粘度的光滑油，因?yàn)槟z合會(huì)發(fā)生在低速但載荷力較大的場(chǎng)合，這個(gè)時(shí)候除了加光滑油外，還需要進(jìn)步齒輪面的硬度、減少齒面的外表粗糙度。參加光滑油，對(duì)于點(diǎn)蝕失效、磨損失效都有較佳效果。6針對(duì)不同的失效形式的齒輪有著不同的檢修方法。對(duì)于高速運(yùn)轉(zhuǎn)使用的齒輪出現(xiàn)磨損情況時(shí)，一般光滑油過(guò)少或者間隙過(guò)小，它的排除方法就是減少負(fù)荷，增加光滑油；針對(duì)齒頂變尖的現(xiàn)象，可以增加齒輪的齒心距，或改用變位齒輪；針對(duì)齒形出現(xiàn)波紋磨損時(shí)，需要增加光滑油；對(duì)于出現(xiàn)膠合的齒輪現(xiàn)象，可以清潔油泵，進(jìn)步齒輪的外表硬度，減少負(fù)荷，或使用粘度較高的光滑油，防止應(yīng)力直接作用于齒面

9、上；針對(duì)產(chǎn)生塑性變形的齒輪，就需要考慮環(huán)境條件了，要改善散熱條件，或更換齒輪。3.3 應(yīng)用熱處理工藝術(shù)傳動(dòng)機(jī)械齒輪的承載才能不僅取決于外表硬度,還取決于表層向芯部過(guò)渡區(qū)的剪切強(qiáng)度的比值。深層滲碳淬火是進(jìn)步芯部硬度的有效措施，滲碳齒輪經(jīng)過(guò)淬火和回火，不但能硬化表層,還能產(chǎn)生壓應(yīng)力。它可比單純滲碳齒輪的強(qiáng)度極限應(yīng)力進(jìn)步13%以上,壽命可進(jìn)步1倍。需注意的是，在熱處理后，還應(yīng)進(jìn)展油浴人工時(shí)效處理。3.4 外表強(qiáng)化處理對(duì)齒面和齒根進(jìn)展噴丸強(qiáng)化處理,通常是齒輪加工的最后一道工序,可在滲碳淬火或磨齒后進(jìn)展。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的噴丸工藝要求操作，能使齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)步30%-50%,使齒根彎曲疲勞強(qiáng)度得到改善

10、能有效地阻止裂紋擴(kuò)展,使實(shí)際載荷比外加載荷小得多。3.5 正確安裝運(yùn)行理論說(shuō)明，齒輪的安裝精度對(duì)其承載才能、磨損和使用壽命影響很大。無(wú)論是新安裝、更換或檢修安裝，都應(yīng)按照安裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展，確保齒輪軸心線(xiàn)的程度度、平行度、中心距、軸承間隙、齒輪側(cè)隙、頂隙、接觸區(qū)域或軸向竄動(dòng)量等。3.6 有效光滑光滑對(duì)于齒輪的磨損失效有著重要的影響,應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。機(jī)械傳動(dòng)齒輪的接觸應(yīng)力通常很高,因此輪齒接觸外表材質(zhì)的部分彈性形變不容無(wú)視，因此，應(yīng)根據(jù)各類(lèi)光滑工況對(duì)齒面強(qiáng)度的影響進(jìn)展詳細(xì)分析，通過(guò)有效、合理光滑來(lái)防止齒輪失效現(xiàn)象的發(fā)生。4、結(jié)語(yǔ)齒輪的失效形式雖然多種多樣，但在實(shí)際工作應(yīng)詳細(xì)分析齒輪失效的誘因，才能作出正確的選擇，合理加強(qiáng)齒輪加工、使用和維修保養(yǎng)措施，從而有效防止齒輪失效現(xiàn)象的發(fā)生。參考文獻(xiàn)：1蔚海文.煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪失效形式及對(duì)措J.山西焦煤科技,202201.2閆德明.煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪失效形式