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齿轮修复

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齿轮的失效形式及修复

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2019/10/24
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齿轮是机械传动中的重要组成部分,应用十分广泛,主要用于动力传递和分度传动。

齿轮在动力传递过程中一般要承受一定的载荷,因此,往往会造成齿轮的磨损或其他故障而失效。

由于齿轮加工过程较为复杂,因此,齿轮的修复在机械设备中是一项十分重要的工作,齿轮的类型很多,用途各异。

齿轮常见的失效形式、损坏特征、产生失效原因和维修方法如下:

01 轮齿折断

损伤形式:整体折断一般发生在齿根,局部折断一般发生在轮齿一周。

产生失效原因:齿根处弯曲应力最大且集中、载荷过分集中、多次重复作用、短期过载。

维修方法:堆焊、局部更换、栽齿、镶齿。

02 疲劳点蚀

损伤形式:在节线附近的下齿面上出现蚀坑并扩展,呈贝壳状,可遍及整个齿面,噪声、磨损、动载增大,在闭式齿轮中经常发生。

产生失效原因:长期受交变接触应力作用、齿面接触强度和硬度不高、表面粗糙度大一些、润滑不良。

维修方法:堆焊、更换齿轮、变位切削。

03 齿面剥落

损伤形式:脆性材料、硬齿面齿轮在表层或次表层内产生裂纹,然后扩展,材料成片状剥离齿面,形成剥落坑。

产生失效原因:齿面受高的交变接触应力、局部过载、材料缺陷、热处理不当、黏度过低、轮齿表面质量差。

维修方法:堆焊、更换齿轮、变位切削。

04 齿面胶合

损伤形式:齿面金属在一定压力下直接接触发生粘着,并随相对运动从齿面撕落,按形成条件分热胶合和冷胶合。

产生失效原因:热胶合产生于高速重载、引起局部瞬时高温、导致油膜破裂、使齿面局部粘焊;冷胶合发生于低速重载、局部压力过高、油膜压溃、产生胶合。

维修方法:更换齿轮、变位切削,加强润滑。

05 齿面磨损

损伤形式:轮齿接触表面沿滑动方向有均匀重迭条痕,多见于开式齿轮,导致失去齿形、齿厚减薄而断齿。

产生失效原因:铁屑、尘粒等进入轮齿的啮合部位引起磨粒磨损。

维修方法:堆焊、调整换位、更换齿轮、换向、塑性变形、变位切削、加强润滑。

06 塑性变形

损伤形式:齿面产生塑性流动,破坏了正确的齿形曲线。

产生失效原因:齿轮材料较软、承受载荷较大、齿面间摩擦力较大。

维修方法:更换齿轮、变位切削、加强润滑。

从以上可以看出,齿轮常见的损坏形式有6种,但是有的属于正常损坏形式,如磨损、点蚀等。一般运转较长时间(约20000-30000h),就可能出现较明显的磨损或点蚀。当然,如果齿轮的齿面硬度较高,润滑条件良好,其齿面的磨损和点蚀就可以减轻而不易发现。

胶合、塑性变形和断齿一般属于非正常损坏形式,其产生原因是齿轮副的材料、热处理工艺选择不当或润滑不良造成的。如果一对齿副的两个接触面硬度相差较大,且又润滑不良,就可能导致齿面较软的齿轮产生胶合撕裂形式的损坏,如齿轮热处理硬度过高,则齿根易产生裂缝,发生断齿现象;如果未停稳车就变速,齿轮也会产生断齿的现象。