齿轮失效常见的几种形式及预防措施

来源 :中国科技博览 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangj30
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  [摘 要]齿轮是现代机械传动中的重要组成部分,在各种机械设备中应用极为广泛。据统计,在各种机械故障中,齿轮失效引起的约占10.3%,下面就齿轮常见失效形式、相应的防止或延缓失效措施作一介绍。
  [关键词]齿轮 机械 形式 措施
  中图分类号:TU324.9 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2016)01-0049-01
  1、齿轮失效形式
  齿轮的类型很多,用途各异,在实际生产应用过程中,齿轮的失效形式也是各种各样的。
  齿轮失效一般发生在齿面,很少发生在其他部位。按照齿轮在工作中发生故障的原因,可分析出齿轮常见失效形式有轮齿折断、齿面胶合、齿面疲劳点蚀、齿面磨损、塑性变形等等。
  1.1 轮齿折断
  轮齿折断是危险性很大的一种最终失效形式,根据形成的不同原因可分为过载折断、疲劳折断和随机折断。
  1.1.1 过载折断
  齿面受到过大冲击载荷时,致使轮齿应力超过其极限应力,发生过载断裂。一般为短期过载。轮齿发生过载折断时,其断面有呈放射状或人字级花样的放射区,放射方向与裂纹扩展方向大致平行,放射中心即为断裂源,断口现壳纹疲劳线。铸铁齿轮易发生过载断裂。
  1.1.2 疲劳断裂
  在循环载荷作用下,齿根处弯曲应力最大且应力集中,当超过疲劳极限时,齿根圆角处易产生疲劳裂纹。随着工作时间和循环次数的增加,多次重复作用,裂纹逐渐扩展加深,最终导致轮齿疲劳断裂。导致轮齿发生疲劳折断的因素很多,如:齿轮材料不当、加工精度低、齿根过渡圆角小、设计时对实际载荷估计不足等等。
  1.1.3 随机折断
  当齿轮材料缺陷、剥落在断裂处形成过高的局部应力集中时,会导致随机折断。其断口形式与一般疲劳折断相似。这种失效实际上是次生的失效。
  1.2 齿面胶合
  在高速重载传动中,因啮合区温度升高而导致潤滑油膜被破坏,使两齿面金属直接接触并相互粘接,随着齿面的相对滑动,较软的齿面金属沿滑动方向被撕下而形成沟纹,这种现象就是胶合。根据各自不同的特征和原因,胶合具体又分为轻微胶合、中等胶合、破坏性胶合及局部胶合四种类型。齿面胶合会引起强烈的磨损和发热、造成传动不平稳、导致齿轮报废。
  1.3 齿面点蚀
  轮齿在工作时,其啮合表面上任一点所产生的接触应力是按脉动循环变化的。齿面接触应力超过材料的接触极限应力时,齿面表层会产生细微的疲劳裂纹,裂纹的扩展使表层金属微粒剥落下来而形成一些小坑,俗称点蚀麻坑。点蚀会使齿面减少承载面积,引起冲击和噪音,严重时轮齿会折断。当点蚀面积如超过齿高、齿宽的60%时,应更换新零件。
  1.4 齿面磨损
  齿面磨损有2种:(1)由于硬的屑粒(如铁屑、砂粒等)进入齿面间所引起的磨粒磨损;(2)由于轮齿表面相互摩擦所引起的研磨磨损。过度磨损后,工作表面材料大量磨掉,齿廓形状破坏,常导致严重噪声和振动,最终导致传动失效。因此,重要轮齿的齿面磨损不应该超过原齿厚的10%,一般轮齿齿面磨损视设备用途不超过原齿厚的20%—30%,超过标准应更换。
  1.5 塑性变形
  齿面塑性变形主要出现在低速重载、频繁启动和过载的场合。当齿面的工作应力超过材料的屈服极限时,齿面产生塑性流动,从而引起主动轮齿面节线处产生凹槽,从动轮出现凸脊。此失效多发生在非硬面轮齿上,齿轮的齿形严重变形,特别是左右不对称时应更换新件。
  上面阐述的几种主要轮齿失效形式,在一般情况下,不仅可以修复,且在不能改变齿轮材料、加工工艺的条件下通过提前预防来延迟齿轮失效不利情况的发生,提高齿轮使用寿命。
  2、预防齿轮失效措施
  2.1 提高齿轮安装精度
  2.2 合理选材
  齿轮材料的选择,要根据强度、韧性和工艺性能要求,综合考虑。结合我国实际,宜选用低碳合金渗碳钢。对于承受重载和冲击载荷的齿轮,采用以Ni-Cr和Ni-Cr-Mo合金渗碳钢为主的钢材;对于负载比较稳定或功率较小,模数较小的齿轮,亦可选用无Ni的Ni-Mn钢。用这种钢材制造的齿轮与普通电炉钢制造的齿轮相比,其接触和弯曲疲劳寿命可提高3-5倍,齿轮极限载荷可提高15%-20%。
  2.3 热处理
  通过热处理工艺,可以改善齿轮材质,适当提高硬度,消除或减轻齿面的局部过载,提高齿面的抗剥落能力。例,对煤矿机械中的齿轮,深层渗碳淬火,可减小齿轮硬化,提高芯部硬度,较小的过渡区残余拉应力和充足的硬化层深度。
  2.4 根据实际情况选择齿轮油
  据资料显示,机械故障的34.4%源于润滑不足,19.6%源于润滑不当,换句话说,以54%的机械故障是由于润滑问题所致。因此,选择好的齿轮油对提高齿轮使用寿命有重要的意义。
  2.5 修复
  为了确保齿轮的强度和硬度,决定采用氩弧焊合金焊丝堆焊修复,后用磨光机整形处理方案,这样焊后的齿轮轮齿少不经热处理达到较高的硬度和强度。
  通过对齿轮失效形式的分析,可提高准确判别设备故障的能力,及时解除故障,提高经济效益。
  作者简介
  邓德飞,出生于1994年4月5日,现就读于郑州大学机械工程学院。
其他文献
[摘 要]近年来,随着人们安全用电意识的增强和城市建设力度的不断加大,电力需求量有大幅提升,在电力市场供求关系变化的新形势下,变电安装工程施工质量保障是促使电力市场健康、快速发展的重要条件。本文就变电安装工程施工技术要点与管理措施谈几点认识。  [关键词]变电工程 施工 电网  中图分类号:TM121.1.3文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2016)01-0021-01  引言  随
期刊
[摘 要]井下小修作业是油田生产过程的重要组成部分,主要工作内容是日常维护性作业,包括检泵、解卡、冲砂洗井、简易打捞等。施工过程工序繁多,技术复杂,组织难度大。结合井下作业小修工艺特点,针对有可能对套管造成损伤的施工工艺进行了原因分析,并提出了相应的对策措施,以最大限度地降低修井作业过程中对套管的损伤。油田进入开发后期,套损井日益增多,成为制约油田开发的重要因素。通过对油田修井作业不同工序对套管损
期刊
[摘 要]在油气勘探开发过程中,钻井工程是最关键的环节和最主要的手段,它具有高风险、高投资、资金密集等特点,并且钻井速度的快慢直接影响着油气勘探开发的经济效益。在钻井工程施工过程中,机械工程师可以利用优选可控的钻井因素,有助于缩短作业时间,降低成本,提高机械钻速。同时,每个可控的钻井参数一般都会存在最大与最小的操作极限。本文针对钻井机械钻速的影响因素进行了分析。  [关键词]钻井工程;机械钻速;影
期刊
[摘 要]详细介绍了机械自动化技术的概念及组成,同时对机械自动化技术在机械制造中的应用进行了阐述。  [关键词]机械自动化技术 机械制造 单元 应用 分析  中图分类号:TH16文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2016)01-0043-01  随着现代科学技术的发展与进步,新时期的机械制造工业面临着前所未有的发展机遇与挑战,机械自动化技术正是这一过程当中的重要产物。相关工作人员需要清
期刊
[摘 要]变压器是电力系统的枢纽设备,容性设备在变电站设备中占有很大的比重,因此变压器和容性设备是否正常运行直接影响变电站供电的安全性和可靠性。根据多年运行经验和诸多事故数据表明,导致电气设备故障的主要原因是其绝缘性能的劣化,因此研究变压器和容性设备相关绝缘检测方法,对整个电网的安全运行具有重要意义。  [关键词]变压器 容性设备 绝缘缺陷检测  中图分类号:TM725 文献标识码:A 文章编号:
期刊
[摘 要]本文通过介绍注水井洗井回收装置的原理结合今年在我队现场的应用情况,把2015年采油一厂三矿310队应用洗井装置的洗井数据与同期罐车洗井的数据分析对比,并且把该装置洗井时间长短与洗井效果进行对比以确定更合理的洗井方式方法。同时,还对该装置适用的时间及地理环境作出适当的判断,对实际应用中的不足提出几点建议。  [关键词]水井密闭 回收装置 效果分析  中图分类号:U417.3+3 文献标识码
期刊
[摘 要]矿井水害是威胁安全生产的重要灾害类型,分析和研究矿井水害类型及原因对于鹤岗矿井水害治理具有重要意义,本文主要从宏观层面分析当前矿井水害的主要类型,对发生的原因和特点进行归纳和总结,通过具体事例列出几种主要防治水措施,对鹤岗矿井水害防治具有一定的参考价值。  [关键词]矿井水害 防治技术  中图分类号:TD745 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)01-0046-01
期刊
[摘 要]电力变电作为电力系统运行过程中较为复杂、繁琐的一项工程,在经济社会不断发展、人们生活水平不断提升的影响下,电力需求量开始不断提升。为了能够进一步满足电力行业可持续发展的要求,就要能够做好电力变电系统安全管理公安做,保证其安全顺利的运行。本文主要对电力系统变电运行的安全性以及管理措施进行分析和探讨,从而保障电力系统运行安全性得以提升。  [关键词]电力系统 变电运行 安全 管理  中图分类
期刊
[摘 要]集中供热是城市能源建设的一项基础设施,是城市现代化的一个重要标志,也是国家能源合理分配和利用的一项重要措施。随着我国城市的快速发展和人们生活水平的提高,城镇集中供热成为发展的必然趋势,但在供热的过程中,不可避免的会产生一些污染,这些污染所含有的污染成分比较复杂,并且在一定程度上还会产生对大气、水体和人体健康的一些危害。因此,我们应当对其进行深度分析,并从各种角度提出污染物的污染控制措施,
期刊
[摘 要]无论是在工业生产或交通运输服务等方面,电机的应用都起着至关重要的动力转换和传输功能,積极的进行相关产品性能的提升和做好现有产品的应用管理对行业发展有着深远的影响,本文在简单介绍电机应用管理的基础上,就其使用过程中和日常维护中常见的故障进行了分析,并就相关的维修和养护方法做了讨论。  [关键词]电机 应用管理 维修方法  中图分类号:TM34 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(
期刊