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回转支承齿轮断裂因素和解决方法

                           发布时间:2015-7-14 14:11:20                  点击次数:407

回转支承齿轮断裂因素和解决方法

 

回转支承的的齿轮如果发生断裂都是齿根部位,同时回转支承的齿轮损坏后,该设备零件则不能正常使用。

 

回转支承齿轮断裂是由于法向压力Fn沿齿面移动,齿根应力不断变化,同时有应力集中,致使齿根发生疲劳裂纹。经历长期应力循环,裂纹不断扩展,导致整个轮齿出现疲劳折断。另一种是由于短时间严重过载,致使轮齿突然折断。折断形式,可以从断口上进行判断,疲劳折断由于在产生微裂纹疲劳源处反复挤压扩展,最后导致折断,所以断口大部分区域比较光亮、平整。而突然折断的断口比较粗糙。此外,较为常见的还有随机断齿,随机断齿是指意外情况引起的断齿。其显著特征是轮齿折断部位不是在轮齿齿根弯曲应力最大的地方,它可能是在轮齿上的任何一个部位折断,包括整齿折断或在齿上有缺陷的部分折断。分析设计参数选择不合理设计时选用的齿轮模数偏小,致使齿根弯曲应力较大,安全系数处于临界值时,负荷的增大,如产量提高、设备老化、产品变更等情况下,都可能引起齿轮轮齿的折断。

 

使用维修不当也会造成回转支承齿轮断裂。例如,新设备投产时,齿轮传动有个跑合期,在跑合期由于制造及装配均有误差,以及表面凹凸不平等原因,相啮合的轮齿实际上仅部分齿面相接触,因而在初期运转的过程中,这些最初接触的部分,因单位面积受力较大,就会首先出现磨损现象。但当齿轮运转1个时期之后,相啮合的齿面间实际接触面积增大,单位面积上所受的力就相对减小,润滑条件也得到进一步改善,于是这种初期齿面磨损的现象便会逐渐趋于消失。这个过程即是齿轮传动的跑合。在齿轮传动的跑合过程中出现的齿轮磨损现象,即称为跑合磨损。由此可知跑合磨损不仅对齿轮无害,而且是新齿轮传动在试运行过程中必经的历程。齿轮传动跑合时间的长短,与其中较硬齿面的粗糙度有关。如较硬的齿面粗糙,跑合时间就长;较硬的齿面平滑,跑合时间就短。因此设计时要求较硬的齿面具有较小的粗糙度。实践证明,齿轮跑合愈好,啮合情况愈理想。跑合过程中为避免发生磨料磨损应定期更换润滑油。如果在跑合期高速满负荷工作,就会加剧磨损,产生磨屑,形成磨粒磨损,齿面磨损会造成齿廓形状改变,齿厚变薄,严重的可以导致轮齿折断。例如1台ZL-50C型装载机(发动机为6135K-9a型)在施工时,驾驶员感到机器装载逐渐无力,观察仪表,发现水温高、机油无压力,于是立刻停机检查。

 

防护措施合理确定设计参数。在进行齿轮参数的优化设计时,为了提高齿轮的弯曲强度,在条件许可的范围内,应选用较大的齿轮模数,考虑到在设备使用过程中,由于产量提高,设备老化、产品变更等因素引起齿轮负荷增大,安全系数应大于临界值。提高齿轮的加工精度和安装精度。增大齿根过渡处的圆角曲率半径,消除该处加工刀痕,注意材料内部缺陷的检测和消除。增大轴和支承处的刚度,提高安装精度,避免产生较大的振动和偏载。合理地选择材料和热处理方式。消除加工和热处理过程中产生的细微裂纹和残余应力,特别是在磨削齿轮时,正确选择砂轮的材料、硬度和磨削工艺参数,以避免磨削裂纹。正确使用设备,保持良好的润滑、跑合期避免频繁起动、换向,不超速,不满载,勤检查,选择合适粘度的润滑油,定期更换润滑油,避免由于磨损导致的轮齿折断。结论综上所述,如果我们在齿轮的设计、选材、制造、安装、使用等方面进行严格的控制,就可以在很大程度上避免断齿现象的发生。

 

 

 

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