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齒輪失效狀況分析
齒輪在工作中傳遞動力,本身受到相當大的作用力,同時也受沖擊、腐蝕等外界因素的影響,因此齒輪在使用過程中必然產生磨損或其它缺陷,當磨損或其它缺陷達到一定的程度后,齒輪便失效報廢。
導致齒輪失效的原因主要有以下幾個:
1、塑性變形 齒面產生塑性變形,主要是由于齒面硬度偏低,硬化層較薄或芯部基體較軟,在過載或沖擊負荷較 大情況下造成變形。
2、齒面磨損 磨損失效在齒輪失效中占的比重較大。齒輪運轉速度過低或過高均有可能導致齒面的早期磨損失效。這是因為表面不能形成良好的油膜,金屬間直接接觸,引起磨損。另外是齒輪在運轉過程中,周圍環(huán)境較差,混入硬質顆粒,因而造成嚴重磨粒磨損,出現(xiàn)早期磨損失效。在大型重載開式齒輪中,失效原因基本上是磨損失效。
3、齒面嚴重點蝕 齒面疲勞是造成齒面嚴重點蝕的主要原因。齒輪在嚙合過程中,受到周期性變化的接觸應力作用,當接觸應力超過
輪齒工作表面或次表面材料的極限應力時,就會在相應部位產生微小的疲勞裂紋。疲勞裂紋不斷擴展、延伸,最終使小塊金屬脫落形
成小凹坑。由于接觸疲勞造成的點蝕多出現(xiàn)在節(jié)點以下的齒面部位,因為在該部位齒輪的滾動與滑動方向相反。齒面的硬度和硬層
的深度與接觸疲勞強度有密切的關系,通??梢酝ㄟ^提高齒面硬度的辦法來提高齒面抗點蝕的能力。
4、斷齒 從統(tǒng)計數字來看,斷齒失效也占有相當比例。彎曲疲勞(斷裂)是導致齒輪斷齒失效的主要因素之一。由彎曲疲勞引起的斷
齒主要發(fā)生在齒根部位,因為在齒輪傳遞負荷時,這一部位承受的彎曲應力******。
上述幾種失效原因都與齒輪的材質有著密切的關系。通過對一些礦山所用的大型重載齒輪進行調查,發(fā)現(xiàn)其多為磨損失效。由于工作環(huán)境差,周圍粉塵多,使齒面之間存在一定數量的硬顆粒,在一定程度上加速了磨損過程。對齒輪修復工作來說,修復后的齒輪,其使用性能如何,是一個很重要的問題。對大模數重載齒輪而言,主要是指彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度,因此堆焊金屬及接頭的齒輪,燕鑫齒輪修復疲勞性能將是選材時重點考慮的性能指標。
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齒輪的損壞形式
A、斷齒:這主要是由于操作不當引起撞擊,產生沉重荷載而造成的,材料淬火和疲勞引起微小裂紋而逐漸擴大也是斷齒的原因。
B、齒面接觸不良:既齒輪在嚙合過程中,齒面不能沿齒長和齒高方向達到規(guī)定的良好接觸。這種現(xiàn)象將使齒面局部加速磨損或造成事故性破壞。產生原因是兩齒輪嚙合中心距或兩軸平行度超差,以及齒輪制造誤差大。
C、齒面磨損:一種是指長期正常磨損而超過一定限量,另一種是指非正常磨損造成的損壞,包括粘附磨損,磨料磨損和腐蝕磨損。產生原因是齒部硬度不合要求,負荷過大及潤滑油不合要求。
D、齒面點蝕:既齒面出現(xiàn)點蝕材料疲勞,齒面粗糙,潤滑油不清等引起的。
E、齒面塑性變形:齒面淬火硬度不均勻(或未進行淬火)是軟體面部位發(fā)生永久變形,形成凹凸不平的齒面或造成齒形歪斜。
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