齒輪是機械傳動的重要組成部分,被廣泛使用,主要用于動力傳動和分度傳動。齒輪在動力傳遞過程中通常需要承受一定的負載。因此,它們經常導致齒輪磨損,掉齒或其他故障。因為齒輪加工過程相對復雜,所以齒輪修復是機械設備中非常重要的任務。齒輪種類很多,用途也不同。齒輪常見的失效方式,損壞特征,失效原因和維修方法如下:
1、大齒輪齒斷裂損壞方式:整體斷裂通常發生在齒根,局部斷裂通常發生在一個齒上。失效原因:牙根處的彎曲應力和集中彎曲應力,過度集中的載荷,多次重復動作,短期過載。維護方法:堆焊,部分更換,種植牙齒,插入牙齒。
2、大型齒輪的疲勞點蝕損壞形式:腐蝕點出現在節距線附近的下齒表面并在齒表面擴展,并且是殼形的,可以遍布整個齒面。噪聲,磨損和動態負載增加,通常在封閉齒輪中發生。失效原因:長期承受交替的接觸應力,牙齒表面接觸強度和硬度低,表面粗糙度較大以及潤滑不良。維護方法:堆焊,更換齒輪,置換切割。
3、大型齒輪齒面上的剝落損壞形式:脆性材料,硬齒面齒輪在表面或亞表層產生裂紋,然后膨脹,該材料從薄片上剝落齒面,形成剝落坑。失效原因:輪齒表面的交替接觸應力高,部分過載,材料缺陷,熱處理不當,粘度低以及齒輪齒的表面質量差。維護方法:堆焊,更換齒輪,置換切割。
4、大型齒輪齒面膠粘損壞形式:齒面金屬在一定壓力下直接粘附,并隨著相對運動從齒面撕下。根據形成條件,分為熱粘結和冷粘結。失效原因:在高速和重載下發生熱粘合,導致局部瞬時高溫,導致油膜破裂,以及牙齒表面的局部粘結和焊接;冷膠在低速和重載下發生,局部壓力過高,油膜被壓碎,發生膠粘。維護方法:更換齒輪,變位切割,加強潤滑。
5、大齒輪齒面磨損損壞形式:齒接觸面在滑動方向上有均勻重疊的條紋,這在開式齒輪中更為常見,導致齒形損失,齒厚變薄和斷齒。故障原因:鐵屑,灰塵顆粒等進入齒輪齒的嚙合部分,導致磨料磨損。維護方法:堆焊,調整換位,換檔,換向,塑性變形,切削切割和加強潤滑。
6、大型齒輪的塑性變形損壞形式:在牙齒表面發生塑性流動,這會破壞正確的齒形曲線。失敗原因:齒輪材料較軟,負載較大,齒面之間的摩擦較大。維護方法:更換齒輪,變位切割,加強潤滑。
從上面可以看出,齒輪有6種常見的損壞形式,但有些是正常的損壞形式,例如磨損和點蝕。通常,如果長時間運行,可能會出現更明顯的磨損或點蝕。當然,如果齒輪的齒面硬度高并且潤滑條件良好,則可以減小齒面的磨損和點蝕,并且很難發現。膠合,塑性變形和斷齒通常屬于異常損壞形式,這是由于齒輪副材料選擇不當,熱處理工藝或潤滑不良造成的。如果一對齒輪的兩個接觸面之間的硬度差較大,并且潤滑效果不好,則可能以膠水和撕裂的形式損壞具有軟齒面的齒輪。如果齒輪的熱處理硬度過高,則齒根容易開裂,出現斷齒現象。
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