齿轮的失效原因及修复方法
齿轮的失效形式
对轮齿进行喷丸、碾压等强化处理，提高齿面硬度， 保持芯部的韧性等。
二、齿面点蚀
1.原因及现象 齿面点蚀轮齿工作时，由于在齿面啮合处脉动循环变 接触应力长期作用下，当应力峰值超过材料的接触疲 劳极限，经过一定应力循环次数后，先在节线附近的 齿廓表面产生细微的疲劳裂纹。随着裂纹的扩展，将 导致小块金属剥落，产生齿面点蚀。点蚀影响轮齿正 常啮合，引起冲击和噪声，造成传动的不平稳。
2.避免措施 提高材料的硬度；加强润滑，提高油的粘度。
三、齿面磨损
1.原因
齿面磨损主要是由于灰砂、硬屑粒等进入齿面间而引起的磨粒性磨损；其次 是因齿面互相摩擦而产生的跑合性磨损。磨损后齿廓失去正确形状，使运转 中产生冲击和噪声。 2.现象及避免措施 齿面磨损是不可避免的，特别是对于润滑不好的开式齿轮，磨损成为主 要的失效形式。齿面磨损使齿厚减薄，使齿根的抗弯曲疲劳强度降低， 并使齿轮最终表现为齿根减薄后的弯曲疲劳折断。 采用闭式传动，提高齿面光洁度和保持良好的润滑可以防止或减轻这种 磨损。
3. 局部折断
齿轮宽度过大时，制造安装的误差会使其局部受载过大，造成 局部折断。在斜齿圆柱齿传动中，齿轮工作面上的接触线为一 斜线，齿轮受载后如有载荷集中，就会发生局部折断。若轴的 弯曲变形过大而引起齿轮局部受载过大，也会发生局部折断。
4. 避免措施
增大齿根圆角半径，降低齿根的应力集中。
降低齿面的表面结构值。 增大轴及支承物的厚度。
四、齿面胶合
1.原因
高速重载传动时，啮合区载荷集中，温升快，因而易引起润滑失效；低 速重载时，油膜不易形成，均可致使两齿面金属直接接触而熔粘到一起， 随着运动的继续而使软齿面上的金属被撕下，在轮齿工作表面上形成与 滑动方向一致的沟纹，这种现象称为齿面胶合。
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略
机械传动齿轮失效问题分析与应对策略
机械传动齿轮失效问题是机械设备运行过程中常见的故障，如果不及时解决，将会导
致机械设备的停止运行和生产中断。
进行齿轮失效问题的分析和应对策略十分重要。
齿轮失效问题的常见原因包括：
1. 齿轮负荷过大：长时间运行或者超负荷工作会导致齿轮磨损加剧，从而出现齿轮
失效问题。
2. 润滑不良：如果齿轮没有得到足够的润滑，会导致齿轮磨损加剧，进而失效。
3. 齿轮设计问题：齿轮的设计是否合理，齿轮的材质是否适用，齿轮的尺寸是否合
适等都会影响齿轮的使用寿命和失效情况。
4. 齿轮制造质量问题：齿轮的制造工艺和质量问题也会导致齿轮的失效。
应对这些问题，可以采取以下策略：
1. 加强润滑：确保齿轮得到足够的润滑，可以采取定期更换润滑油，增加油脂的用
量等方法，使齿轮在运行时摩擦减小，从而延长齿轮的使用寿命。
2. 提高齿轮的质量：在齿轮的设计和制造过程中，要高度重视齿轮的质量，选择合
适的材料，制定合理的工艺，做好齿轮的检验和质量控制工作，以确保齿轮的质量。
3. 加强齿轮的检查和维护：定期对齿轮进行检查，及时发现问题，采取有效的维护
措施，延长齿轮的寿命。
及时更换磨损严重的齿轮，修复齿轮表面的损坏等。
4. 增加齿轮的寿命：在齿轮的使用过程中，可以采取一些延长齿轮寿命的方法，改
变齿轮的工作条件，减少齿轮的负荷，加强齿轮的冷却等。
要解决齿轮失效问题，需要分析具体原因，并采取相应的应对策略。
通过加强润滑、
提高齿轮质量、加强检查和维护以及延长齿轮寿命等措施，可以有效地解决齿轮失效问题，保障机械设备的正常运行。
齿轮传动系统故障处理实例
齿轮传动系统故障处理实例1. 故障描述在一个工业设备中，齿轮传动系统出现了故障。
操作人员报告说，在正常运行中突然听到一声巨响，设备停止运转。
经过检查发现，主要故障部件是齿轮传动系统中的一对齿轮。
2. 故障分析2.1. 负荷过大导致齿轮损坏首先要检查传动系统的负荷是否过大。
如果负荷超过了齿轮的承载能力，齿轮就会因过大的压力而损坏。
可以通过检查传动系统的设计参数以及实际的工作负荷来判断是否存在负荷过大的问题。
2.2. 齿轮润滑不良导致齿轮磨损齿轮传动系统的润滑状态也是一个重要的因素。
如果润滑不良，摩擦会导致齿轮表面磨损，进而导致齿轮失效。
可以检查润滑系统的工作状态，包括润滑油的质量和量是否符合要求，润滑油是否有污染物等。
2.3. 齿轮配合间隙不合理导致齿轮噪音和损坏齿轮之间的配合间隙也会影响传动系统的工作。
如果配合间隙过大或过小，会产生噪音和振动，同时也容易导致齿轮的损坏。
可以通过检查齿轮的配合间隙是否符合设计要求来判断是否存在此类问题。
3. 故障处理3.1. 更换齿轮在齿轮损坏的情况下，最常见的处理方法是更换齿轮。
可以根据齿轮的类型、尺寸等参数来选择和更换合适的齿轮。
3.2. 检查和调整负荷为了避免类似的故障再次发生，还需要检查和调整传动系统的负荷。
可以根据设备的工作条件和要求来重新评估和调整工作负荷，确保不会超过齿轮的承载能力。
3.3. 检查和维护润滑系统润滑系统的工作状态直接影响齿轮的寿命和运行效果。
需要检查和维护润滑系统，包括更换润滑油、清理润滑油污染物、检查润滑油管道是否存在堵塞等。
3.4. 调整齿轮配合间隙如果发现齿轮之间的配合间隙不合理，可以进行相应的调整。
根据实际情况，可以调整齿轮的啮合方式、齿轮的安装位置等，以达到合适的配合间隙。
4. 预防措施为了预防类似故障的再次发生，可以采取以下措施：定期检查和维护传动系统，包括齿轮的磨损情况、润滑系统的工作状态等。
认真记录和分析齿轮传动系统的工作参数，及时发现和解决问题。
变速齿轮无效的原因
变速齿轮无效的原因
变速齿轮失效的原因可能有多种，以下是一些常见的原因：
1. 齿轮磨损：长时间的使用会导致齿轮轮齿磨损，这可能是因为铁屑、灰尘等杂质进入齿轮啮合部位，造成摩擦和磨损。
2. 润滑不当：润滑油或脂的选用不当或失效，可能导致齿轮之间的金属直接接触，增加磨损并产生过多热量，最终导致齿轮失效。
3. 安装不准确：如果齿轮的安装不到位，可能会导致啮合间隙不当，中心距变化，从而影响齿轮的正常啮合，引起运行不稳定和过早磨损。
4. 材料疲劳：齿轮在长期承受交变载荷的情况下，可能会在齿根处产生疲劳裂纹，最终导致轮齿折断。
5. 设计缺陷：如果齿轮设计时没有充分考虑到应力集中的问题，可能会导致齿根弯曲疲劳强度不足，从而发生折断。
6. 制造误差：制造过程中的误差也可能导致齿轮的失效，如热处理不当导致的硬度不足，或者加工精度不够导致的尺寸误差。
7. 过载操作：超过齿轮的设计载荷运行，可能会导致轮齿过载折断。
8. 共振破坏：在某些情况下，齿轮可能会因为共振而损坏，尤其是在其固有频率附近运行时。
9. 游戏软件限制：如果问题出现在游戏软件中的变速齿轮功能上，可能是因为游戏不支持变速功能，或者是变速齿轮版本与操作
系统不兼容等原因。
变速齿轮失效可能是由多种因素导致的。
因此，为了确保变速齿轮的有效性和可靠性，需要综合考虑上述因素，采取相应的预防和维护措施。
机械传动齿轮失效的原因及处理方法探讨
了齿轮 失 效 的 主 要 原 因及 处 理 方 法 。
【 关键词】 机械传动： 齿轮； 失效
４ ． １ 失 效原 因 传 动齿轮 因为其 承载力 大， 传 动精度 高． 具有 恒功率传动 的特点 ， 而广泛应用 于机械设备 然 而在高强度 的工作环 境下 ． 机械传动齿轮 （ １ ） 设计和选材不合理： 由于齿轮长期处于恶劣的工作环境中， 需要考 因为负荷 大和超 时工作 以及其他 因素 的影 响而失效 使得整个机械设 虑处理机械运动以 外的其他 自 然因素和环境因素对齿轮的影响 ． 而事实上 备 的性能下 降， 易 引发重大 的安全事故 。 造成 经济 损失。因此 。 探讨机 往往在这个方面者 断 展 欠缺 ． 即对齿轮的设计缺少针对 陛。齿轮的选材没有 很好的标准， 选材不合理， 械传动齿轮失效 的原 因及处理方法对生产至关重要 （ ２ ） 齿 轮制造工艺差 ： 市场上 的一些齿轮在锻造上存在很 大问题 ， １ ． 机械传 动齿轮的构成 与运行 制造 的齿轮 内部存在气孑 Ｌ ． 抗高温 ． 抗高压等指 标都 不达 机 械传动齿轮 由包括传动轴 和齿轮副等 的转动部件 和包括箱体 工艺不 达标 ． 那 么在使用 的过程 中。 齿轮就会很容易 出现损伤 ， 不仅影响齿轮的 和轴承等 的支撑零部件两大部分构成 。 齿轮 的静动力 、 传动精度 。 以及 标 。 更是影 响到施工 的可靠性和安全性 动态性 能会受到齿轮 啮合 过程 中的各种因素影 响 ， 如齿侧 间隙 、 啮人 寿命 ． （ ３ ） 安装和使用不合规 ： 目 前机械设备 的安装与使用很不规 范 ， 齿 啮 出的冲击力等 传动齿轮在运行 的过程 中． 还会受 到来 自齿轮 内外 安装 的过程 中必 须按 照规则 ． 配 合精密测量仪 器 部 的影响 。 齿轮 的振动响应会受到来 自 多方面 的影 响 。 所以， 从箱体表 轮是 属于精密仪器 ． 做到每一 步都符合要求 ． 才能保证在使 用的过程 中不 会 面测量得 出的齿轮振 动信号 以及振 动频率存在 很明显 的非 线性性和 来进行 安装 ． 而在使用 的过程 中要保证 齿轮 的保 养 ． 对齿轮定期 进 耦合性 。从 以上情况来看 ． 要建立一个完整 的动力学模 型来描述传动 频繁 出现故障 ． 清洗 、 润滑等等工作一定不能缺少 。 齿轮 的运 行特征是非 常难 的 ． 因此 ． 只能够根据 实际使用 中根 据实际 行维护 ． ４ ． ２解决方式 情况来建立一个偏重性 的数学模型来进行模拟 ｆ － 】 机械设备 中的传动齿轮失效 ． 将会直接影响到机械效能 的正 常发 ２ ． 失效 诊 断 方 式 阻碍生产的顺利进行 ， 如何解决传动齿 轮失效是非常重要 的， 以下 进行传动 齿轮失效诊 断的 目的是确 保机械设备 在实际运行 过程 挥 ， 中的高可靠性 ． 而失效诊断则是通过对运行 中的齿轮 的工作 状态进行 是笔者提出 的几种解决方法 （ １ ） 合理选取齿轮 ： 根据本企业 的生产 条件去合理的选择齿轮 ， 齿 检测来进行判断齿轮是否失效 失效诊断过程 中． 通用 的方法 是监测 所 以我们 有必要选择性 的选择齿 箱体表面的各种常规振动和传动齿轮的振动 。． 一般采用 的是 对箱 体 轮往往都是根据不同需要而制造的 ． 现阶段一般煤 表面各种常规振动和传动齿轮的损坏振动量的振动检测。 其诊断的方 轮 根据机械传动过程中齿轮的承载负荷 和冲击负荷 。 ６ ０ ０ Ｍ Ｐ ａ ． 弯 曲指数达 到 式可以分为 以下 三种 ： （ １ ） 解析模型 ： 利用 波对 对象进行精确诊 断的模 矿生产环境 中都要求齿轮的接触耐久性达到 １ ２ ０ ０ Ｍ Ｐ ａ 。而针对齿轮 的材 料而言 。 现阶段采用低碳合金或 者渗碳钢 型． 这种方式 又可以分为参数 和状态估计 与等价空 间两种方式 ． 然 而 １ 这些材料都有很 好的致密性 和韧性 ． 能够提 高齿轮 的 煤矿机械传动齿轮的振动属于非线性波动 ． 通过数学模 型来模 拟很 难 是 比较合适 的 ． 。 做到 ． 在加上实时的监测传动齿轮的工作状态的仪器在设计上 也存 在 极限荷载口 （ ２ ） 对齿轮制造工艺的选择 ： 为了减少传 动齿 轮的磨损 ， 我们会提 难点 ． 所 以通 常都采 用等价空间方式来进行处 理。 （ ２ ） 信号处理 ： 针对 高齿轮表面的粗糙程度和加工精度 加工的精度决定着齿轮 的使用寿 无法适 用于解 析模型的时候才使用的一种检测方法 ． 直接采用信号模 而齿轮表面的粗糙程度又在一 定程度 上反 映了加工的精度 。通常 型进行诊断 ． 不需要建立对象模 型 。 往往更 利于进行损坏诊 断。 例如使 命 ． 研磨 等方法来 对齿 轮表面进 行处理。而为 了增强 用小波分析技术 、 相关分析和频谱 分析等 ． 但是 由于缺少数据分析 ， 所 都会使用例如消磨 ， 一般 都采用淬火工 艺 ， 这种工艺 不仅仅能提高 齿轮的硬 以在诊 断中存 在着不少缺陷。（ ３ ） 知识处理： 所谓知识 处理是 一种类 似 齿轮 的硬度 ， 还能保持齿轮有很高的韧性 。 于信号处理方式 的诊 断手段 ． 它集 中的对信 息进行采集 ． 通过症状 和 度 ． （ ３ ） 正确安装 ， 规范使用 ： 不 管是新安装 还是 更换齿轮 ， 都必须按 定性模 型的方 式来进 行诊断 ． 克服了解 析模型和信号模型在处 理上 的 照要求仔细安装 ， 不能够 随意 ， 不可 马虎。 在使用 的过程 中要对齿轮进 些 弊端 ． 所以被 更广泛 的使用 与齿轮诊 断过程 中。 行有效的防护 ． 譬 如喷丸强化处理 就可 以很好 的改善齿根的抗弯 曲疲 ３ ． 机械传动齿轮失效与分类 劳强度 ． 增加耐久 性 ． 同时还 能够覆盖掉齿轮 加工或使用过 程中出现 机械传动齿 轮运行 中 ． 因为受 到了涉及到齿轮本身 的各种 内在 和 划痕等。 在 日常的保 养过程 中也要 时刻注重随时检查 ， 不 留死 外 在因素的影 响 ． 齿轮无 法正常进 行工作 ． 就可以判定传动齿轮失效 。 的刀痕 、 角 ． 防止设 备生锈 老化 ． 防止漏 油等等 。 在 机械传动齿轮 的运 行时 ． 由于齿轮本身制 造不达标 ． 缺乏正确妥 当 ５ ． 结 语 的维护 ．使用 和操作 的过程 中不 合乎规则 等都会造成传 动齿轮 的失 在机械运作 中 ． 传 动齿轮起 着至关重要 的作 用 。 是机器传 输能量 效 根据不 同因素 的影响程度 ． 其失效的程度也不一样 。 一般来说 ， 我 齿 轮能够正 常运转 ， 是保证机器正常运转的前提。 在诊断传动 们将传动齿轮 的失效 因素分为两个 ： 制造 和装配 与长期 运转 。制造与 的中枢 ， 我们 要根据实 际情况来选择诊 断方法 ， 并将齿 轮 装配 因素是齿轮本身质量 问题 ． 以及使用在操作 上存 在的不合规操作 齿轮失效的过程 中． 失效检测贯穿到工作 的全 部阶段 ． 从齿 轮的制作 ， 安装 ， 到使用 ， 层 层 造成 的 ， 例如 ： 齿轮误差 和轴线不对 中、 平衡损 坏 、 齿轮 和内孔 之间不
齿轮常见失效原因及维修办法
在机械设备的传动部分，齿轮通常是作为一种变速传动零部件。
因此在我国的机械设备中，齿轮是一种不可替代的传动零部件。
伴随着现阶段我国机械设备对于齿轮的应用范围越来越大，齿轮制作以及发展也是非常的迅速。
但是在实际的设备运行过程中，齿轮往往会由于一系列的原因出现失效问题。
根据相关部门的统计，机械设备的故障中有近一半是由于齿轮失效造成的。
基于上述的情况，我们要对齿轮失效的原因给予详细的分析和处理，选择最优化的维修方法进行齿轮失效维修，保障机械设备的正常运行。
1 、机械设备中的齿轮失效主要原因关于机械设备中的齿轮失效主要原因的阐述以及分析，文章主要从三个方面进行分析以及阐述。
第一个方面是齿轮折断造成的齿轮失效。
第二个方面是齿轮齿面出现损坏造成的齿轮失效。
第三个方面是其他问题造成的齿面失效。
下面进行详细的论述以及分析。
1.1 齿轮折断造成的齿轮失效在实际的应用过程中，齿轮失效中的齿轮折断根据不同的齿轮形式有不同的折断原因。
全齿轮折断通常情况下出现在直齿轮的轮齿处；局部齿轮折断通常出现在斜齿轮以及锥齿轮的轮齿处。
下面作具体的分析。
1.1.1 在齿轮运行过程中会因为过载出现齿轮折断由于过载导致的齿轮折断，在齿轮的折断区域会出现放射状放射区域或者是人字的放射区域。
在通常情况下齿面断裂的放射方向和断裂的方向是平行的。
断面放射中心就是贝壳纹裂的断面断口。
齿轮出现过载折断的主要原因是齿轮在较短的时间内承载的外界压力远远大于齿轮本身的最大压力，过大的压力造成了齿轮强度变低，出现折断的问题。
同时导致齿轮出现折断的原因还有很多，例如齿轮的加工精度不符合要求；齿轮的齿面表面太粗糙和齿轮的加工材质本身存在缺陷等。
1.1.2 在齿轮运行过程中会因为疲劳出现齿轮折断齿轮因为疲劳出现的折断，齿轮断口有三个区域。
第一个区域是断裂源区；第二个区域是疲劳扩展区域；第三个区域是瞬间折断区域。
齿轮出现疲劳折断主要是因为齿轮在一个区域多次承受外界压力，特别是弯曲压力，这样会导致齿轮在齿根处出现变形，一旦外界受力超出了齿轮的齿面疲劳极限，就会发生齿轮折断。
探究冶金机械轴承和齿轮失效的原因及改善措施
探究冶金机械轴承和齿轮失效的原因及改善措施冶金机械轴承和齿轮是重要的传动部件，常常需要在高温、高压、高速以及恶劣的工况下运行，因此容易出现失效。
本文将探究冶金机械轴承和齿轮失效的原因，并提出相应的改善措施。
1. 材料质量不合格：轴承常用的材料有钢和陶瓷，材料质量不合格会导致轴承表面硬度不均匀，易产生裂纹和磨损。
改善措施包括选择优质材料，进行质量检验，确保材料的均匀性和强度。
2. 润滑不良：润滑不良是导致轴承失效的主要原因之一，包括过量润滑、不足润滑以及润滑脂老化等问题。
过量润滑会增加摩擦和产生热量，不足润滑则会导致摩擦增加。
改善措施包括选择适量的润滑剂和润滑脂，定期更换润滑剂，并通过润滑系统监测润滑状态。
3. 污染与腐蚀：轴承在工作过程中容易受到污染物和腐蚀介质的侵蚀，导致轴承表面腐蚀、磨损和失效。
改善措施包括增加过滤装置、定期清洁轴承表面、使用防腐蚀润滑剂等。
4. 轴承安装不当：轴承的不正确安装会导致不均匀载荷和变形，进而影响轴承的正常运转。
改善措施包括使用合适的工具和方法进行安装，确保轴承能够正常运转并承受正常载荷。
5. 过载和振动：过载和振动会使轴承产生过大的载荷和应力，导致轴承疲劳失效。
改善措施包括提高设备的载荷能力和减少振动，确保轴承在正常范围内工作。
1. 齿面磨损：齿轮的表面经常受到摩擦和磨损，导致齿面失效。
改善措施包括优化齿轮材料的硬度和强度，增加齿面硬度，减少摩擦力。
2. 齿轮断裂：齿轮断裂主要是由于扭矩、载荷和不均匀力导致的。
改善措施包括优化齿轮的设计，增加齿轮的强度和硬度，避免过大的载荷和扭矩。
3. 齿面疲劳：长时间的使用和不平衡的负荷会导致齿面疲劳，使齿轮失效。
改善措施包括定期检查和更换疲劳损伤的齿轮，平衡负荷，减少齿轮的疲劳损伤。
4. 温度过高：高温会导致齿轮材料的热膨胀和热应力增加，使齿轮失效。
改善措施包括采用高温抗性材料和冷却系统，控制温度在可接受范围内。
5. 润滑不良：润滑不良会导致齿轮表面磨损和腐蚀，加速齿轮失效。
分析齿轮常见失效及其维修
分析齿轮常见失效及其维修【摘要】齿轮是机械设备中不可缺少的原件，在机械设备运行的过程中，齿轮常常会出现失效的现象。
笔者通过本文对齿轮失效的原因进行了分析，并根据不同的原因提出了该如何对齿轮进行维修，降低齿轮失效发生的概率，增加企业效益。
【关键词】机械设备；齿轮；失效；维修0.引言齿轮是在机械设备中一种变速传动部件，机械设备不可缺少的部件。
齿轮在运转过程中会出现失效现象，造成设备不能正常运行。
在现代的机械设备中，齿轮的作用越来越大，据不完全统计，齿轮失效占各种机械故障的60%以上。
因此，为了保证机械设备的正常运行，我们要对齿轮的失效原因进行分析，找到正确的维修办法，保证机器的正常运行。
1.齿轮失效的原因1.1齿轮折断轮齿折断的方式有三种，他们分别是过载折断、疲劳折断和随机折断，一般情况下直齿轮轮齿的折断是全齿轮折断，而斜齿轮和锥齿轮轮齿的折断则是局部折断。
1.1.1由于过载而折断一般在齿轮折断的时候，会在他的折断面出现放射状或类似人字的放射区，一般放射区的方向与断裂的方向大致平行，放射中心即贝壳纹疲的断口。
齿轮的过载折断主要是齿轮在短时间内承受的压力超过其本身所承受的的最大压力，超过一定的强度，造成齿轮的折断。
发生过载折断的原因还有很多，比如说齿轮精度过低、齿面过于粗糙、材质有缺陷等。
1.1.2由于疲劳而折断疲劳折断有自己独特的特点，其断口区可分为断裂源区、疲劳扩展区和瞬时折断区，轮齿疲劳的折断主要是由于一个齿轮承受多次重复的压力，尤其是受到弯曲的压力的时候，使得齿轮根部发生变形，超过了其承受的压力，造成齿轮的疲劳折断。
随着压力的不断增加，在齿轮断裂出的裂纹也会随之增大，在一定的程度下，会造成瞬时的折断。
1.1.3随机性折断齿轮轮齿的随机折断与齿轮的疲劳折断有一定的相似性，但是随机折断的断裂处的断口出与疲劳折断有着不同，它的截面存在过高残余应力的位置，轮齿的随机折断的原因一般不是受力作用产生的，而是由于轮齿材料的缺陷，点蚀以及剥落或其他应力在截面处产生的巨大压力，一次造成齿轮的随机折断。
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第6期(总第151期)
2008年12月机械工程与自动化
M ECHAN I CAL EN G I N EER I N G & AU TOM A T I ON N o 16
D ec 1
文章编号:167226413(2008)0620189202
齿轮的失效原因及修复方法
陈宝红
(阳泉煤业集团职工教育培训中心,山西 阳泉 045008)
摘要:分析了在实际应用中齿轮失效的原因及预防措施,并阐述了齿轮断齿后可用堆焊方法进行修复。
关键词:齿轮;失效;修复
中图分类号:TH 132141 文献标识码:A
收稿日期:2008204223;修回日期:2008207211
作者简介:陈宝红(19712),女,山西阳泉人,工程师,本科。
0 引言
在实际应用中齿轮的失效将直接影响着机械传动,从而影响整个生产过程。
齿轮的失效主要发生在轮齿部分(轮缘),主要形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和塑性变形等。
而在实际使用过程中,这些失效均可通过有效的措施得到预防,且轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损等可通过适当的修复使齿轮得以重新使用。
从而既能保证设备的正常运行,又可为企业节省大量的费用,具有显著的经济效益。
1 齿轮失效形式的分析及预防措施
分析齿轮的失效,首先要清楚轮齿的啮合工作情况(见图1),当主动齿轮受到转矩作用回转时将受到法向压力F n 和摩擦力F m (F m =f F n ,f 为摩擦系数)的作用。
在力F n 的作用下,主动齿轮工作面将产生接触应力ΡH ,齿根将产生弯曲应力ΡF 。
齿轮啮合时才受力,离开啮合位置时不受力,所以F n 引起的应力ΡH 和ΡF 都是变化的。
轮齿失效的主要原因是受交变应力的影响,轮齿的折断与弯曲应力ΡF 的大小有关,齿面点蚀与接触应力ΡH 的大小有关,齿面的磨损和胶合与齿面间的摩擦力F m 有关。
以下就针对齿轮的失效形式进行分析并提出相应的预防措施。
111 轮齿折断的原因及预防措施
轮齿折断一般发生在轮齿根部,究其原因是轮齿受载后齿根弯曲应力ΡF 最大,
且易产生应力集中。
预防措施是在使用中要尽量避免齿轮严重过载或受冲击作用。
112 齿面点蚀的原因及预防措施
轮齿在节圆附近因交变应力而受到很大的油压,从而产生接触疲劳。
其预防措施是加强润滑,提高润
滑油的黏度,降低齿面的表面粗糙度。
齿面点蚀是润滑良好的闭式齿轮传动常见的失效形式,对于开式齿轮传动,由于齿面磨损很快,很少出现点蚀。
图1 轮齿啮合工作情况
113 齿面磨损的原因及预防措施
砂粒、金属屑等外界硬微粒进入啮合面造成了齿面磨损,它是开式齿轮传动失效的主要形式。
预防措施是加强润滑,最好选用具有过滤的流动润滑,注意勤换润滑油;对于开式齿轮最好加齿轮外罩。
114 齿面胶合的原因及预防措施
高速重载、散热不良、滑动速度大、齿面粘连后撕脱是齿面胶合的主要原因。
预防措施是使用抗胶合能力强的润滑油。
2 齿轮失效后的修复方法
在实际使用过程中,最常见的齿轮失效形式是齿面磨损和轮齿折断,这两种失效形式都可用手工电弧堆焊的方法进行修复。
根据轮齿的使用要求,应使齿
面具有较高的抗点蚀、抗胶合、抗磨损和抗塑性变形的能力,且齿根要有较高的抗折断及抗冲击的能力。
因此,对齿轮修复后的要求是:齿面要硬,齿芯要韧,具有良好的加工性和热处理性。
具体修复方法如下:
(1)选择堆焊焊条。
焊条必须满足焊件的工作条件,如磨损类型、工作温度及介质等,并且还要考虑焊接性、堆焊层的加工性及经济性,不能单从硬度的高低来选用堆焊焊条。
(2)用砂轮将齿轮底面修磨好,不允许有任何裂纹存在,然后用钢丝刷刷净待焊接表面及附近区域,并将油污处理干净。
(3)用氧乙炔焰缓慢加热待堆焊部位及其周围,预热到250℃～300℃,以防止堆焊时产生裂纹,堆焊应在室内无风处进行。
(4)选用碳钢焊条或低合金钢焊条或不锈钢焊条堆焊齿部(即齿芯),焊前焊条按规定温度、时间进行烘干。
一般来说酸性焊条需在150℃烘焙015h～110h,碱性焊条需在250℃～350℃烘焙1h～2h。
焊接时由齿根部开始,多道多层向上堆焊,每道焊缝的焊接方向相反,要先焊中间再焊四周
,这样中间的焊接热量对原齿的表面淬火层起到一个退火作用,
从而可减少产
生裂纹的倾向。
齿轮轮齿的堆焊属于大面积堆焊,所
以采用短弧焊时,要分层排布,各层间的引弧、熄弧
等的接头处应错开,并应避免收弧点落在边缘上,且
第2条焊缝压住且熔化第1条焊缝的1 3宽度(见图
2)。
焊完一层后清渣,这样母材熔化较少,但是要控
制层间温度在200℃左右,以防止层间过热。
堆焊层表
面应尽量平滑,弧坑要填满,以防止产生弧坑微裂纹。
在焊接时要采用左右摆动的运条方法(见图3),这样能
够减少夹渣及其它缺陷,熔池金属不致过热,焊波细
致。
图2 焊道压接法
图3 运条方法
(5)选用耐磨焊条时,焊前焊条要按规定烘干。
用耐磨焊条在齿芯层外堆焊出2mm～5mm的齿面层,
一定要连续堆焊完成。
焊后的齿面要防止凹凸不平,以
减少修磨齿形的工作量。
(6)焊后立即用石棉布等盖严堆焊部位,使其缓
慢冷却,以防止产生开裂和剥离现象。
(7)用砂轮对堆焊齿部仔细修磨成齿形,获得需
要的尺寸和表面粗糙度后即可投入运行。
3 断齿修复后齿轮的特点
由于是采用了碳钢焊条或低合金钢焊条或不锈钢
焊条堆焊成齿芯层,故该层具有良好的韧性和塑性,可
以保证齿轮断齿修复处的承载能力,抗冲击性能好;采
用耐磨焊条堆焊了轮齿表面,从而保证了修复齿具有
了良好的耐磨性;修复的齿轮具有寿命长、成本低等
优点。
4 结束语
从实际操作出发介绍了日常齿轮失效的原因及预
防措施,又阐述了堆焊对断齿的修复,从而保证了设
备的正常运行,并节约了资金,降低了成本,可为企
业带来一定的经济效益。
参考文献:
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Fa ilure Reason and Repa ir M ethod of Gears
CHEN Bao-hong
(Emp loyee2educati on2center of Yangquan Coal Industy(Group)Co.L td.,Yangquan045008,Ch ina)
Abstract:T h is paper analyzed the reason fo r gear failure and p rovided som e m easures to i m p rove the service life of gears.
Key words:gear;failure;repair
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・ 机械工程与自动化 2008年第6期 。