02.25 齒輪4種常見故障原因,如何採取預防措施,避免齒輪失效

齒輪4種常見故障原因,如何採取預防措施,避免齒輪失效


齒輪常見故障現象

1 斷齒

1)疲勞斷齒

由於輪齒根部在載荷作用下所產生的彎曲應力為脈動循環交變應力,以及在齒根圓角、加工刀痕、材料缺陷等應力集中源的複合作用下,會產生疲勞裂紋。裂紋逐步蔓延擴展,最終導致輪齒髮生疲勞斷齒。

2)過載斷齒

對於由鑄鐵或高硬度合金鋼等脆性材料製成的齒輪,由於嚴重過載或受到衝擊載荷作用,會使齒根危險截面上的應力超過極限值而發生突然斷齒。

3)局部斷齒

當齒面加工精度較低、或齒輪檢修安裝質量較差時,沿齒面接觸線會產生一端接觸、另一端不接觸的偏載現象。偏載使局部接觸的輪齒齒根處應力明顯增大,超過極限值而發生局部斷齒。

局部斷齒總是發生在輪齒的端部。


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2 點蝕

1)初始點蝕(也叫收斂性點蝕)

通常只發生在軟齒面(HB<350)上,點蝕出現後,不再繼續發展,甚至反而消失。原因是微凸起處逐漸變平,從而擴大了接觸區,接觸應力隨之降低。

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2)擴展性點蝕

發生在硬齒面(HB>350)上,點蝕出現後,因為齒面脆性大,凹坑的邊緣不會被碾平,而是繼續碎裂下去,直到齒面完全損壞。

對開式齒輪,齒面的疲勞裂紋尚未形成或擴展時就被磨去,因此不存在點蝕。當硬齒面齒輪熱處理不當時,沿表面硬化層和芯部的交界層處,齒面有時會成片剝落,稱為片蝕。

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3 磨損

齒面的磨損是由於金屬微粒、塵埃和沙粒等進入齒的工作表面所引起的。齒面不平、潤滑不良等也是造成齒面磨損的原因。此外,不對中、聯軸器磨損以及扭轉共振等,會在齒輪齧合點引起較大的扭矩變化,或使衝擊加大,將加速磨損。

齒輪磨損後,齒的厚度變薄,齒廓變形,側隙變大,會造成齒輪動載荷增大,不僅使振動和噪音加大,而且很可能導致斷齒。

4

膠合

齒面膠合(劃痕)是由於齧合齒面在相對滑動時油膜破裂,齒面直接接觸,在摩擦力和壓力的作用下接觸區產生瞬間高溫,金屬表面發生局部熔焊粘著並剝離的損傷。

膠合往往發生在潤滑油粘度過低、運行溫度過高、齒面上單位面積載荷過大、相對滑動速度過高、接觸面積過小、轉速過低(油帶不起來)等條件下。齒面發生膠合後,將加速齒面的磨損,使齒輪傳動很快地趨於失效。

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齒輪故障原因

1 製造誤差

齒輪製造誤差主要有偏心、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。當一對互相齧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

對於高速重載齒輪,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

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4 超載

對於工作負荷不平穩的齒輪驅動裝置(例如礦石破碎機、採掘機等),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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