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齒輪由於結構型式、材料與熱處理、操作運(yùn)行(háng)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類形式。
(1)齒麵磨損
潤滑油不足或油質不清潔會造成齒(chǐ)麵磨(mó)粒磨(mó)損,使齒廓改變,側隙加大,以至由於齒輪過度減薄導致斷齒。一般情況下,隻有在潤(rùn)滑(huá)油中夾雜有磨粒(lì)使,才(cái)會在運行中引起齒麵(miàn)磨粒磨損。
(2)齒麵膠合和擦傷
對於重載(zǎi)和高速齒輪的(de)傳動,齒(chǐ)麵工(gōng)作區溫度很高,一旦潤滑條件不良,齒麵間的油(yóu)膜便會消失,一個齒麵的金屬會熔焊在與之齧(niè)合的另一個齒麵(miàn)上,在齒麵上形成垂直於(yú)節線的劃痕狀膠合。新齒輪未經磨合便投入使用時,常在某一局部產生(shēng)這種現象,使(shǐ)齒輪(lún)擦傷。
(3)齒麵接觸疲勞(láo)
齒輪在實際齧合過程(chéng)中,既有相對滾動,又有(yǒu)相對滑動,而(ér)且相對滑動的摩擦力在節點兩側的方向相(xiàng)反,從而產生脈動(dòng)載荷。載荷和脈動力的作用使齒輪表麵層深處產生脈動循環變化的剪應力(lì),當這(zhè)種剪應力超(chāo)過齒輪材料的(de)疲勞極限時,接觸表麵將產(chǎn)生疲勞(láo)裂(liè)紋,隨著裂紋的擴展,最終使(shǐ)齒麵剝落小片金屬,在齒(chǐ)麵上形成小坑,稱之為點蝕。當點(diǎn)蝕擴大連成片時,形成齒(chǐ)麵上金屬塊剝落。此外,材質不均勻(yún)或局部擦(cā)傷,也容易在某(mǒu)一齒上首先出現接觸疲勞,產生剝落。
(4)彎曲疲勞與斷齒
在運行過程中(zhōng)承受載荷的(de)齒輪,如同懸臂梁,其根(gēn)部收到脈衝循環的彎曲應力作用(yòng),當這種周期性應力超過齒輪材料的疲勞極限時,會在根部產生裂紋,並逐步擴展,當剩餘部分無法承受傳動載荷時就會發生斷齒現象。齒輪由於工作中嚴重的衝擊、偏載以(yǐ)及材質不均勻(yún)也可能會引(yǐn)起斷齒。斷齒和點蝕是齒輪故障(zhàng)的主要形式。
齒輪故(gù)障還(hái)可分為局部故障和分布故障。局部故障集中在一個(gè)或幾個齒上(shàng),而分布故障則在(zài)齒輪各個輪齒(chǐ)上都有(yǒu)體現。
二、齒輪故障的原因
產生上(shàng)述齒輪故障的原因很多,但從大量故障(zhàng)的分析統計結果(guǒ)來看(kàn),主要原因有以下幾個方(fāng)麵。
(1)製造誤差
齒輪製造誤差主要有偏心、齒(chǐ)距偏差和(hé)齒形誤差等。
偏心是指齒輪(一般(bān)為旋轉體)的幾何中(zhōng)心和(hé)旋轉中心不(bú)重(chóng)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(wù)差。
(2)裝配(pèi)不良
齒輪裝配(pèi)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(xiàng)隻有一(yī)段接觸,或則出現齒輪的直線性偏(piān)差等,使齒輪所承受的載荷在齒寬方向不均勻,不(bú)能平穩的傳遞扭動(dòng)矩,這種情況稱為(wéi)“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
對於高(gāo)速(sù)重載齒輪,潤滑不良會導致齒麵局部過熱(rè),造成色變,膠(jiāo)合等(děng)故障,導致潤滑不良的原因是多方麵的除了油路堵塞、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麵潤滑潤(rùn)滑不良
(4)超(chāo)載
對於工作負荷不平(píng)穩的齒輪驅動裝置,經常會出現過載現(xiàn)象,如果沒有適當的保護(hù)措(cuò)施,就會(huì)造成齒輪過載斷裂、或者長期過載(zǎi)導(dǎo)致(zhì)大量的輪齒根部疲勞裂紋、斷裂。
(5)操作失誤
操作失誤通(tōng)常包(bāo)括缺油(yóu)、超載、長期超速等,都會造(zào)成齒輪損傷、損壞。
總結(jié):齒輪是機械設備中重要的連接(jiē)和傳動部件,在機械設備運行過程中(zhōng)發揮有重要作用。但由於齒輪本身結構的特點,是特別易損害和出(chū)現故障的部件,如不及時發現故障,將會給整個生產和社會造成很大的損失。可見齒輪故障診斷的(de)重要性(xìng)。
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