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减速机网 齿轮轮齿损伤的术语、特征和原因 减速机网
来源:减速机信息网    时间:2010-6-28 18:03:02  责任编辑:writer  
齿轮轮齿损伤的术语、特征和原因
UDC 62.833 : 001.4
GB 3481-83
本标准为钢、铸铁和铜合金齿轮的一般损伤型式提供统一的术语。本标准各词条对损伤的特征和原因的叙述,是为了说明各术语的含义和鉴别损伤的类型。
本标准不作为齿轮是否失效的判据。附录A 中所列的有关损伤的对策,只是一般性的指导准则,因为某一齿轮特定损伤型式的判别和对策需要有专门的经验和分析研究,故不属于本标准范围。
对于其他材质和某些特殊的齿轮,其轮齿的损伤型式,可大致地参用本标准的相关内容。
1 磨损wear
磨损是在啮合传动过程中,轮齿接触表面上的材料摩擦损耗的现象。
1.1 轻微磨损Polishing
轻微磨损是一种相当缓慢的磨损现象。接触表面上的微凸休逐渐磨平,直到出现非常光滑的表面为止。
图l 轻微磨损
机车齿轮,m=12mm ,材料20CrMnTi ,渗碳淬火HRC58~62 ,工作8000 小时后齿面如镜面样光亮平滑。
通常,轮齿由于接触表面的粗糙度与润滑油粘度、齿面工作速度、工作载荷之间不相匹配,造成弹性流体润滑油膜厚度不够,导致齿面微凸体峰部被剪切掉或某种塑性变形,使工作齿面微凸体逐渐磨平,粗糙度逐渐变小。
1.2 中等磨损Moderate Wear
中等磨损是一种比较常见的磨损现象,它可存在于齿轮传动的整个设计寿命期内.中等磨损的齿轮,节线上下齿面上的材料都有一定移失、离相对措动速度为零的竹线愈远,磨损量愈大.在此节线位置上,逐渐呈现出一条近于连续的线。
图2 中等磨损
机车齿轮,m=10mm,材料20CrMnTi,渗碳淬火HRC58~62,工作7000 小时以上,齿面上节线附近可见一条明显的连续线,上齿面有轻微的磨痕。
由于工作速度、载荷、温度、润滑剂性能等方面的限制,齿轮常在边界润滑或接近边界润滑的状态下工作;润滑系统中少量的污染杂质,都可能引起中等磨损。
1.3 过度磨损Exce : sive Wear
工作齿面材料大量磨掉,齿廓形状破坏,磨损率很高,齿轮将达不到其设计寿命.节线附近有时伴随点蚀,常导致严重噪声和系统振动,最终使齿轮不能正常工作。
图3 过度磨损
磨矿机齿轮m=24mm,工作齿面严重磨损,出现明显的台阶,齿厚减薄,齿廓遭到破坏。
润滑系统和密封装置不良,油膜建立不起来,系统有严重振动、冲击载荷等都能导致齿面过度磨损。
1.4磨纹磨损Abrasive Wear
轮齿接触表面上沿滑动方向常有较均匀的条痕,这种多次摩擦产生的条痕一般具有重叠的特征。
图4 磨粒磨损
平炉倾动装里开式齿条m = 65mm,由于护渣颗粒落入啮合齿面,导致齿面呈现均匀的条痕。
图5 磨粒磨损
矿山电铲行走机构减速器齿轮m=24mm ,因润滑油中的磨料导致齿面呈现匀布的条痕。
落在工作齿面间的外部颗粒,起着磨粒作用,引起磨粒磨损。磨粒可以是齿轮和轴承等零件因损伤产生的颗粒、焊接飞溅物、氧化皮、锈蚀物、型砂和其他类似的金属和非金属物。这种磨损常由于新齿轮装置跑合后未予清洗以及其他原因使润滑油被污染而造成。对于开式传动,磨粒磨损更为严重。
1.5 腐蚀磨损Corrosive Wear
这是一种以化学腐蚀作用为主、并伴有机械磨损的轮齿损伤型式.齿面上呈现均匀分布的腐蚀麻坑,工作齿面沿滑动方向并伴有磨蚀痕迹。
图6 腐蚀磨损
齿轮表面普谊呈现明显的化学腐蚀麻点,工作齿面腐蚀后磨损,齿形改变。
进入润滑剂中的活性成分和轮齿材料发生化学和电化学反应,引起齿面腐蚀.由于摩擦或冲刷作用而使蚀斑被磨失或冲掉,形成腐蚀磨损.在高温时,极压添加剂会形成非常活泼的腐蚀剂而侵蚀齿面.工艺过程中残留于齿面上的不利介质也会引起腐蚀磨损。
1.6 胶合Scoring
胶合是相啮合齿面的金属,在一定压力下直接接触发生粘着,同时随着齿面的相对运动,使金属从齿面上撕落而引起的一种严重粘着磨损现象。根据一定工作条件下粘着概念的内涵特征不同,胶合可有热应合与冷胶合之分。热胶合通常是由于啮合处局部过热导致两接触齿面金属融焊而粘着,而冷碎合娜晕由于啮合处局部压力很高、且速度低而使两接触表面间表面膜被刺破而粘着。齿面产生热胶合的部位常呈现过热特征(回火色),而冷胶合常在齿面上局部发生。
1.6.1 轻徽胶合Slightscoring
轻微胶合常呈现为在靠近齿顶或靠近齿根的齿面上沿滑动方向极轻微而细密的伤痕(一条暗带),有时要借助子显微镜才能见到其粘着痕迹。
图7 轻微胶合
高速齿轮们m=3.7mm,渗碳淬火HRC> 62,齿面顶部呈现轻微胶合的暗带。
这种损伤可能是由子在运转初期相啮合齿面的润滑条件与工作情况不甚协调,但材质条件较好而造成的,它也可能是由于轻微干涉而引起的。
6.2 中等胶合Moderate Scoring
这种损伤表现为轮齿的齿顶部、齿根部,为明显。这种胶合的条纹较细较浅。
图8 中等胶合
齿顶部呈现细而浅的胶合条纹。
齿轮啮合处的局部过高温度而使润滑油膜破裂是产生这种损伤的主要条件。
1.6.3 破坏性胶合Destructive scoring
沿滑动方向呈现明显的粘撕沟痕.整个齿面尤其是齿顶部有明显的材料移失迹象,相对滑动速度为零的工作节线明显,齿廓几乎完全毁坏,振动噪声增大,齿轮很快失效。
图9 破坏性胶合
机床齿轮m=5mm,材料20Cr ,渗碳淬火HRC58~62 ,因严重缺油造成齿面破坏性胶合,齿顶部胶合沟痕更为明显。
图10 破坏性胶合
珠光体球墨铸铁齿轮,m=5mm,因严重过载造成齿面破坏性胶合,工作齿面材料严重移失,节线明显可见。
这种损伤是由于润滑不充分,工作温度过高、齿面接触应力或速度过高等原因引起的过热所造成。
1.6.4 局部胶合Localized Scoring
在形貌上它与中等胶合有相似之处,但仅发生于相接触齿面的局部区域上,并不沿相接触的全部齿面延伸、扩展。
图11 局部胶合
航空高速齿轮m=3mm,材料12CrZNi4A ,表面渗碳HRC > 62 ,在齿顶部中部局部区域发生胶合。
图12 局部胶合
航空高速齿轮m= 3mm,材料12CrZN过A,表面渗碳淬火HRC>62,在齿面胶合区域上叠加有明显的局部胶合伤痕。
通常局部胶合是由于载荷集中造成的。载荷集中可能是设计不当引起的,也可能是制造误差、安装误差、外载荷引起的偏斜或齿面不均匀冷却形成的。在鼓形齿中,当鼓形量过大时,在凸起部分上也会形成载荷集中而引起局部胶合。齿轮热膨胀不均匀也会形成凸起效应而导致载荷集中,尤其齿宽较大时,齿轮的中部比两端温升高、热膨胀量大,这种毛病易于出现。
2 齿面疲劳Surface Fatigue
齿面疲劳是由表面或次表面的疲劳裂纹扩展而成的一种齿面损伤,它取决于相啮合齿面的接触应力和应力循环次数。
齿面疲劳裂纹常呈现为不规则的细线状。疲劳裂纹扩展的结果,使齿面金属脱落而形成凹坑。这些凹坑的大小,视材料性能、载荷大小等因素而定。这些凹坑,有的不再扩展,有的则不断扩展而连成一片。
2.1 点蚀Pitting
它是一种齿面呈麻点状的齿面疲劳损伤。
2.1.1 早期点蚀Initial Pitting
出现的麻点一般较小、数目不多,常发生在局部过高应力区。齿面跑合后,接触应力趋向均匀,麻点不再继续扩展。如果早期点蚀的点蚀坑面积在工作齿面上占的比例过大,就会发展成为破坏性点蚀。
图13 早期点蚀
船舶齿轮m=5mm,材料40Cr硬度HB255~280,轮齿工作齿面节线附近呈现较细小的麻点。
图14 早期点蚀
试脸齿轮m=5mm,材料45号钢调质,运转不久齿面出现少量麻点,直至循环次数大于107,麻点也未扩大。
通常早期点蚀是由于相啮合的齿面贴合不良造成局部过载而引起的。齿形误差、齿面凹凸不平或轴姆歪斜等都能导致这种损伤。
2.1.2 破坏性点蚀 Destructive Pitting
这种点蚀的麻点,常比早期点蚀的大而深,一般首先出现在靠近节线的齿根表面上,并且不断扩费,最后导致轮齿失效。通常破坏性点蚀是由于齿面上过高的应力引起的,随着应力循环次数的增多,叙点蚀不断扩展,从而导致运转不良和噪声增大。
图15 破坏性点蚀
轧钢机齿轮m=16mm,材料40Cr ,节线附近齿面点蚀麻坑扩展,几乎达整个齿宽。
2.2 剥落Spalliog
剥落是指齿面上的材料成片剥离的一种轮齿损伤.剥落坑的形状不规则,一般较为浅平,而且比点虫坑大些。
这种损伤通常都是在过高的接触应力反复作用下,疲劳裂纹发展到一定程度后齿面材料碎裂而形成的。
剥落可以在点蚀坑的边缘碎裂扩大连接而成,这种情况一般在中硬材料的轮齿上最为常见。
表面硬化处理的轮齿,由于材料缺陷、热处理毛病、磨削过热以及载荷过大等原因使齿表层或次表层的应力超过该处材料的极限应力,裂纹就在表层或次表层内产生。然后裂纹在表层内或沿着齿表层软硬过渡区延伸和扩展,齿面金属被压碎呈片状剥落而形成剥落坑,这种剥落损伤通常也称表层压碎。
图16 剥落
轧钢机人字齿轮mn=33mm,材料4oCr,硬度HB 217~255,齿面大块剥落是由点蚀坑碎裂扩展而成。
图17 剥落
铝铁青铜蜗轮m=20mm,呈现大面积剥落。
图18 剥落
汽车齿轮m=9.879mm,材料20MnVB,渗碳淬火表面硬度HRC56~62,由于载荷过大造成齿表面金属压碎剥落。
图19 剥落
本图为图18 齿轮轮齿的金相试样局部放大,约3.5 倍。
图20剥落
汽车齿轮m=9.879mm,材料20MnVB,渗碳淬火表面硬度HRC56~62,硬化层过渡区的裂纹扩展到齿面造成齿面材料大片脱落。
图21 剥落
本图为图20 齿轮轮齿的局部放大,约3.5倍,由图可见过渡区裂纹的扩展情况。
3 塑性变形Plastlc Deformation
在过大的应力作用下,轮齿材料因屈服产生塑性流动而形成齿面或齿体的塑性变形.它一般多发生于硬度低的齿轮上:但在重载作用下,硬度高的齿轮上也常发生。
3.1 碾击塑变Cold Flow
在相互滚碾和冲击作用下,表面及次表面材料出现明显的金属流动。在齿顶棱和齿端面上出现飞边;有时齿顶被严重滚圆,接触齿面被压陷;有的在主动轮的轮齿上沿相对滑动速度为零的节线被碾出沟槽,而在从动轮的轮齿上被挤出脊棱。
轮齿材料硬度过低,接触应力过高,齿轮传动啮合不良,动载荷太大以及润滑不良等都会引起碾击塑变。
图22 碾击塑变
矿山用电铲开式齿轮m=22mm ,在重载和冲击作用下,齿面呈现明显的塑性变形,齿顶和端部出现飞边,齿面节线附近出现一条凹沟,齿形明显改变。
3.2 鳞皱Rippling
这是一种呈鱼鳞状皱纹的齿面塑性变形,这种皱纹垂直于滑动速度方向。它一般发生在硬齿面上,但在较软的齿面上有时也能发生。轻度的鳞皱,只要不任其发展,对齿轮传动没有明显的影响。但严重的鳞皱会使齿廓破坏,并引起其他型式的严重损伤。
图23 鳞皱
齿面呈现鱼鳞状塑性变形皱纹。
鳞皱通常是在齿轮运转过程中,由于润滑不良及高压力的作用下,工作齿面间产生“爬行”(粘附滑动现象)的结果。它往往与低速(或中速)条件下油膜厚度不足、振动等因素有关。虽然发生鳞皱的某些条件与发生磨损相类似,但它是一种齿面塑性流动。
3.3起脊Ridging
它主要是由于表面或次表面材料的塑性流动和齿面间的摩擦,使整个工作齿面上,沿滑动方向形成明显的脊校。这种轮齿损伤常出现在孟载的蜗杆传动和准双曲线齿轮传动中。
起脊是由于高的接触应力、低的滑动速度和齿面间润滑不良,使表面或次表面的材料沿滑动方向发生塑性流动而产生的。
图24 起脊
汽车后桥表面硬化准双曲线小齿轮m=5.439mm,沿滑动方向有明显的塑性变形脊棱。
3.4 压痕Indenting
通常,在齿面上压出的凹痕较为浅平,但严重的压痕常伴有局部的轮齿变形,甚至使正常啮合遭到破坏。
外界异物或从轮齿上掉下的金属碎片进入啮合,是造成压痕的直接因素。
图25 压痕
机车齿轮m=5mm ,材料40Cr ,因啮合齿面间落入异物造成压痕。
图26 压痕
剪切机齿轮m=8mm,因异物落入啮合区,造成轮齿严重塑性挤压变形。
3.5齿体塑变Tooth Plastic Flow
一个(或多个)齿的齿体或其部分发生塑性变形。轮齿呈现歪扭,齿形剧变。硬齿面轮齿还常伴有变色现象。
通常由于润滑失常所造成的剧烈温升,使齿轮材料的屈服强度降低而引起轮齿热塑变形。对于强度低的塑性材料,在过大的载荷作用下,轮齿可发生冷塑变形。
图27 齿体塑变
轧钢机工作辊道圆锥齿轮,m=20mm,45号钢调质处理,由于过载或载荷集中造成齿体严重冷塑变形。
4 轮齿折断Breakage
轮齿折断是指齿轮一个或多个齿的整体或其局部的断裂。它通常是由于轮齿的交变应力超过了材料的疲劳极限所造成。有时,也可能由短时过载所造成。
4.1 疲劳折断Fatigue Breakage
疲劳折断是指起源于齿根处的疲劳裂纹不断扩展所造成的断齿。这种疲劳裂纹常发生在齿根圆角半径方向,呈细线状。疲劳折断的断口一般分为疲劳扩展区和瞬时折断区。疲劳扩展区的表面通常较光滑,常可观察到由疲劳源开始的“贝壳纹”状的疲劳扩展迹线。疲劳源及其附近区域,在外观上常呈“眼”状,但有的“眼”在宏观上不明显。瞬时折断区的表面粗糙,参差不齐。
疲劳断齿的根本原因是:轮齿在过高的交变应力多次作用下,从齿根疲劳源起始的疲劳裂纹不断扩展,使轮齿剩余截面上的应力超过其极限应力.传动系统中的动载荷轮齿接触不良、齿根圆角半径过小和齿根表面粗糙度过高、滚切时的拉伤、材料中的夹杂物、热处理产生的微裂纹磨削烧伤及其他有害残余应力等因素,都会促成轮齿疲劳折断。
图28 疲劳裂纹
齿根圆角部分呈现疲劳裂纹。
图29 疲劳折断
破碎机小锥齿轮m= 30mm ,材料40Cr 调质硬度HB233 ,轮齿断口呈现明显的贝纹状疲劳裂纹扩展区和表面粗糙不平的瞬时折断区。
图30 疲劳折断
轧机齿轮m=16mm,材料35SiMn2MoV,中频淬火HRC>45,轮齿断口可见明显的疲劳源和疲劳裂纹扩展的迹线。
4.2 过载折断Overload Breakage
过载折断通常是由于短时意外的严重过载所造成的,其断口一般较粗糙,没有疲劳折断断口的典型特征。
图31 过载折断
起重机齿轮m=8mm,45号钢调质,由于突然过载造成多个轮齿从根部弯断。
过载折断主要是由于轮齿的应力超过其极限应力所造成的。载荷的严重集中、动载荷过大、轴承损坏、传动件失效以及有较大硬质异物进入啮合处等,均能引起过载折断。
4.3 随机断裂Random Fracture
随机断裂是指不与齿根圆角截面有关的疲劳断齿,它可以由缺陷或过高的有害残余应力位置而发。其断口与一般疲劳折断的断口相似。
随机断裂通常是由于轮齿缺陷、点蚀或其他应力集中源在该处形成过高局部应力集中引起的。夹杂物、微细磨削裂纹等轮齿的缺陷在交变应力作用下不断扩展导致齿的断裂。不适当的热外理所形成的过高有害残余应力能引起齿的局部断裂。较大的异物进入啮合处也会使局部轮齿产生低周疲劳折断。
图32 随机断裂
贝氏体球墨铸铁齿轮,m=5mm,硬度HRC43,由于齿面缺陷造成随机断裂。
图33 随机断裂
采煤机双联齿轮m=10mm,材料30CrMnTi渗碳淬火HRC58~62,由于热处理缺陷造成过渡层裂纹导致随机断裂。
图34 随机断裂
本图是图33 轮齿损伤的断面图。
5其他损伤Associated Gear Failure
6.1 轮坯缺陷Blank Deficiencies
轮坯缺陷是指齿轮轮齿部位在毛坯阶段就已存在的缺陷,主要是:气孔、砂眼、夹杂物和裂纹等。它们通常在局部出现,有时可贯穿几个齿,也可达到较深部位。
图35铸造缺陷
铸造锡磷青铜蜗轮ms=8mm,由于严重组织疏松而报废。
图36 铸造缺陷
球墨铸铁齿轮m=5mm,由于组织琉松引起断齿。
轮坯材料的冶、铸、锻、焊等工艺过程不当或控制不严,往往导致夹渣或非金属夹杂物混入轮坯、出现气孔、砂眼或产生裂纹等。后者也可能由于材料不均匀所引起。
5.2 淬火裂纹Quenching Cracks
淬火裂纹是指齿轮在淬火时产生的裂纹。淬火裂纹多数呈发丝状,有时能自行扩展。裂纹有的沿齿根圆角半径方向,有的在齿的两个端面,也有的穿越齿顶或在齿端面的表面硬化层与芯部交界处,较大裂纹的初始部位常有锈蚀或氧化的痕迹。
淬火裂纹是由于淬火过程中产生的过大内应力造成的。齿端面上的裂纹通常是由于硬化层与芯部交界处的相变不协调所引起的。
图37 淬火裂纹
航空齿轮m=3mm,材料12CrZNi4,渗碳淬火HRC58~62,齿根沿径向产生淬火裂纹。
5.3 磨削裂纹Grindiog Cracks
磨削裂纹是磨削过程中在齿面上产生的网状裂纹或互相平行的短裂纹。磨削裂纹一般很浅,往往肉眼不易发现而需用磁粉探伤或其他专门方法来检测。有时,磨削裂纹是潜在的,并且在闲置若干时间或加载工作后才显示出来。
图38 磨削裂纹
航空齿轮m=3mm,渗碳淬火后磨削,因磨削工艺不当造成齿面条状磨削裂纹(磁化后照像)。
图39 磨削裂纹
采煤机齿轮m=12mm,材料30CrMnTi,淬火渗碳HRC58~62,因热处理工艺不当,经玛格磨齿机磨齿后,磁粉探伤显示出网状裂纹。
磨削裂纹主要是由于磨削过程中的过热引起的,也可能是热处理不当引起的。过热可能是磨削工艺参数选择不正确、砂轮不合格或选用不当、冷却措施不适当等引起.某些轮齿材料,对磨削过热敏感,更易产生磨削裂纹。
5.4 电蚀Electric Current Damage
电蚀齿面呈现大量均匀分布的微小坑点。这些坑点形貌光滑,有熔融状放电痕迹,坑点边缘有退火色。电蚀常发生于多个齿面,甚至全部轮齿上。
图40 电蚀
发电机组励磁机减速装置人字齿轮,因检修时漏装绝缘垫片,造成严重电蚀。
图41 电蚀
本图是图40中的人字齿轮局部放大,齿面到处可见大量均匀分布的电蚀斑点。
当电流通过轻微接触或快速离合的啮合齿面向接地零电位流动时,齿面间产生很高的电位差造成火花放电,使齿面电蚀.引起电蚀的电流可来自电器设备:如电动机、电磁离合器等。这种杂散(漏)电流也可能来自带传动或其他与传动有关零件的静电电流。有时,附近的电器设备(如电焊机)通过齿轮装里不适当地接地,也会造成电蚀。
5.5 干涉损伤Failure by Interference
这种损伤是由齿廓啮合干涉造成的。其特征是齿顶部、尤其是齿根部有明显的金属移动痕迹。齿根部挖出沟槽,齿顶部被滚圆。通常,干涉损伤可引起齿面磨损、塑性变形、胶合,甚至导致轮齿折断。
图42 干涉损伤
采煤机齿轮m=14mm,材料30CrMnTi,渗碳淬火,由于啮合干涉造成齿根部有明显的干涉条纹带。
啮合参数设计不合理、加工齿形误差过大、安装中心距过小、工作中热变形过大等,都可造成轮齿不正常啮合而引起干涉损伤。相啮合的轮齿顶部和根部载荷过大或啮合过紧,有可能使润滑油膜失效,造成齿顶、齿根部金属急剧移动,导致整个齿面损伤。
5.6 轮缘和辐板损伤Rlm and web Failure
轮缘裂纹通常发生在两相邻齿之间的齿根部。辐板裂纹有的是轮缘裂纹沿径向扩展而成,有时辐板内也产生裂纹但不一定扩展到轮缘。
图43 轮缘损伤
由齿根发生的疲劳裂纹,沿径向扩展贯穿轮缘。
图44 辐板损伤
辐板呈现贯穿裂纹。
轮缘的断裂,通常是轮齿疲劳裂纹发展的结果。齿轮某部分的残余应力过高,会形成井促使裂纹扩展。辐板损伤可因辐板强度不足、应力集中或振动等因素而引起。
附录A
有关损伤的对策
(参考件)
相应于本标准文本中损伤术语的编号,各种基本损伤型式的对策分别叙述如下:
A.1.1 轻微磨损的对策
除了齿轮装置的设计寿命比在轻微磨损基础上确定的磨损寿命大得多之外,轻微磨损一般不需避免。轻微磨损可得到良好的贴合齿面。
在齿轮轻微磨损过程中,应适时更换润滑剂或采取其他措施,以得到较合适的油膜厚度。
A.1.2 中等磨损的对策
改善润滑条件,增加油膜厚度:提高润滑油粘度,降低油温,加入适当的添加剂,改善润滑方式,如果工作速度和载荷可变,则可提高工作速度、减小载荷。至于润滑系统中的污染杂质,可增设过滤装置或换油来排除。
A.1.3 过度磨损的对策
采用合适的密封型式和润滑装置(如采用过滤装置)、改善润滑方式、加强维护。提高润滑油粘度、改善润滑玲却装置,如果可能,也可提高工作速度、减轻载荷(特别是振动载荷)。上述措施如不奏效,则可改进设计,如改变齿轮几何参数、材质、精度、齿面粗糙度等。
A.1.4 磨粒磨损的对策
对于采用飞溅润滑的闭式传动,可以及时换掉脏油、清洗有关零件,如采用循环润滑系统,则宜采用过滤装置。对运转初期跑合过程中产生的磨粒磨损,更应特别注意清洗整个系统、适时换油。对于由于较细物料造成的磨粒磨损,则可考虑采用较高粘度的润滑油以减轻之。对于开式传动,特别应注意采取适当的防护措施,选用合适的润滑剂以减轻这种损伤。
A.1.5 腐蚀磨损的对策
在选用极压添加剂时,应考虑到它对齿面腐蚀的影响。添加剂成分和含量应掌握适当.加入添加剂后,应经常检查,发现腐蚀现象应立即换油、调整添加剂以使腐蚀磨损减少到最低程度。为防止润滑油被外界的水、酸和其他含有有害的物质所污染,齿轮装里应有良好的密封。在加工、检验过程中,若与腐蚀性介质接触时,应建立合理的工艺规程,以使腐蚀减少到最低限度。
A.1.6.1 轻微胶合的对策
控制起动过程中的载荷和保证良好的润滑条件,可避免产生轻微胶合。如由轻微干涉引起的损伤,则应及时排除产生干涉的起因。
A.1.6.2 中等胶合的对策
降低供油温度以降低齿轮整体温度,换用有极压添加剂的润滑油,在接触齿面涂敷固体润滑剂,利用珩磨加工降低表面粗糙度等,均可有利于造成良好的润滑条件,达到防止胶合的目的。在可能的条件下,适当降低载荷和速度,也可减轻或避免这种损伤。
A.1.6.3 破坏性胶合的对策
必须保证齿轮传动在一定载荷、速度、温度等条件下,始终具有良好的润滑。采用极压添加剂以及特殊高粘度的合成齿轮油,可防止这种损伤。含抗胶合添加剂的合成油,也能防止在较高温度下工作的齿轮的胶合。
A.1.6.4 局部胶合的对策
可通过消除局部载荷集中来避免发生局部胶合。齿轮箱体轴孔中心线的形位公差和齿轮齿向误差应选得适当。高速齿轮应注意使沿啮合区宽度散热均匀,冷却油量和供油部位要适当。鼓形齿的鼓形量也不能选得太过大。
A.2.1.1 早期点蚀的对策
轮齿表面光滑和从运转一开始载荷就沿齿宽分布良好,可避免产生这种点蚀.提高齿形精度、采用齿廓修形以减小动载荷的办法,在一定程度上可控制产生点蚀。精心跑合,也可改善轮齿的贴合情况,从而减轻早期点蚀。
A.2.1.2 破坏性点蚀的对策
保持接触应力低子轮齿材料的疲劳极限,破坏性点蚀就可避免。提高材料的硬度,可提高材料的疲劳极限.有时仅提高主动件的硬度,也能制止这种点蚀。提高润滑油的粘度以及采用适宜的添加剂,对防止齿面点蚀都有明显的效果。
A.2.2 剥落的对策
使齿面的接触应力降低到材料的疲劳极限以下,可避免这种损伤。
对齿轮材料进行硬化处理可提高其抗剥落的能力。通常,在点蚀坑基础上或表面裂纹、缺陷发展而成的剥落的出现,说明齿面承载能力不足,因此往往需要对齿轮进行重新设计。
对另一种剥落― 表层压碎,防止这种剥落的最有效的办法是适当增加轮齿硬化层的有效深度,同时适当增加轮齿芯部材料的硬度;这可以通过改换材料或改变热处理工艺等措施来达到。至于存在过大的有害残余应力,则应修改设计。此外,减少载荷集中也是有利的。
A.3.1 碾击塑变的对策
减小接触应力和增加接触表面及次表面材料的硬度,可以消除这种损伤。提高齿距精度和减小齿形误差会改善轮齿工作情况,并降低动载荷;采用极压添加剂和高粘度的润滑油以改善齿轮的润滑情况、降低摩擦力。保证安装精度,控制齿向误差,以避免载荷集中,也是一般常采取的措施。
A.3.2 鳞皱的对策
增加齿面硬度、减少接触应力、改善润滑状况,都可防止鳞皱的发生。采用极压添加剂和高粘度的润滑油、提高速度、控制齿轮的振动等办法,都可改善润滑状况。
A.3.3 起脊的对策
降低接触应力、增加材料的硬度和采用带极压添加剂的粘度较大的润滑油能够防止起脊发生。在没有循环润滑系统的传动中,经常更换润滑油并保证润滑剂中没有外来的杂质,也是有益的。
A.3.4 压痕的对策
防止外界异物掉进齿轮传动装置中,尤其在检修时更应注意。及时清理传动装置,排除金属碎片等外界异物。轻度的压痕,经修整齿形后,仍可便用。
A.3.5 齿体塑变的对策
对于循环润滑的齿轮装置,要注意防止润滑系统给油不足和中断。对于油池润滑的齿轮装里,要注意油面位置。提高润滑油的粘度,有时可获得一定效果。对于冷塑变形的齿轮,主要要提高齿轮材料的屈服极限。
A.4.1 疲劳折断的对策
修改齿轮的几何参数、降低齿根表面粗糙度、对齿根进行正确的喷丸处理、增大齿根圆角半径、对齿根圆角区进行调整以降低齿根危险截面的弯曲疲劳应力、对材料进行适当的热处理以获得较好的金相组织以及尽可能降低有害的残余应力等措施均有助于防止疲劳折断。
A.4.2 过载折断的对策
从设计上防止这种损坏是比较困难的,因为这种损坏经常是一些意外的因素所造成。注意避免意外的严重过载以及在传动系统中设置安全装置,如安全联轴器等,可有助于防止过载折断。
A.4.3 随机断裂的对策
在设计时,选择合理的参数和结构;消除产生过高局部应力集中或过高有害残余应力的条件;确保材料的品质;严格控制加工工艺过程防止产生各种缺陷和防止硬性异物进入啮合。
A.5.1 轮坯缺陷的对策
采用合理的冶、铸、锻、焊工艺;建立适当的轮坯检验制度,及时剔除不合格的轮坯。
A.5.2 淬火裂纹的对策
根据齿轮材料和对其要求制订合理的淬火工艺规程,并严格控制工艺过程。如淬火速度不应过高或过低等。齿轮的各部尺寸与结构适应淬火工艺要求。应保证工艺设备工作正常。
A.5.3磨削裂纹的对策
选择适当的磨削工艺,控制进给盘和磨削速度,加强冷却措施,选用不易磨裂的材质和合适的热处理工艺。
A.5.4 电蚀的对策
有关电设备或可能通过漏电流的齿轮装置应严格绝缘。适当地放置接地线。
A.5.6 干涉损伤的对策
应在设计和加工过程中,从轮齿几何形状,切削刀具以及制造安装等方面加以避免。选择适当的润滑油和冷却措施也是有效的。
A.5.6 轮缘和辐板损伤的对策
轮缘、辐板的尺寸均应满足强度要求。局部应力集中因素,如切削刀痕、磨削裂纹、轮缘和辐板过渡处的尖锐圆角等,应设法减少或消除。必要时,应采取有效的减振、防振措施。
附加说明:
本标准由机械工业部提出,由机械工业部郑州机械研究所归口。
本标准由东北工学院和北京钢铁学院负责起草。
本标准主要起草人东北工学院何德芳、刘茵、蔡春源、鄂中凯;北京钢铁学院傅德明、谈嘉祯、朱孝禄、范垂本。

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