(1)疲勞點(diǎn)蝕 在減速器齒輪傳動(dòng)中,齒輪最常見(jiàn)的失效形式是疲勞點(diǎn)蝕。所謂點(diǎn)蝕就是靠近節(jié)圓(偏下)的齒面出現(xiàn)“麻坑”。點(diǎn)蝕是由于輪齒表面的接觸應(yīng)力達(dá)到一定極限,表面層就會(huì)產(chǎn)生一些疲勞裂紋,裂紋擴(kuò)展就會(huì)出現(xiàn)小塊金屬剝落,形成小“麻坑”
如果齒面硬度不適或接觸應(yīng)力過(guò)大,“麻坑”繼續(xù)擴(kuò)展就會(huì)造成齒面凸凹不平,從而引起振動(dòng)和噪聲,點(diǎn)蝕也因之加劇,最后使齒輪喪失傳動(dòng)能力,點(diǎn)蝕面積沿齒寬、齒高超過(guò)60%則應(yīng)報(bào)廢。
(2)磨損 起重機(jī)上的傳動(dòng),齒輪另一種失效形式是磨損,磨損后輪齒變薄,如果潤(rùn)滑油內(nèi)有雜質(zhì)造成的磨損,一般稱(chēng)為研磨性磨損。這種磨損常常在齒輪和齒根出現(xiàn)很深的刮道,刮道垂直于節(jié)線并且相互平行。刮道出現(xiàn)以后,減速器內(nèi)油溫上升,齒輪傳動(dòng)發(fā)生尖細(xì)噪聲,這時(shí)必須更換潤(rùn)滑油。
由于齒輪偏差,安裝中心距偏差過(guò)大,都可能造成齒輪副齒頂邊緣和齒根過(guò)渡曲線部分過(guò)度擠壓,使齒根圓角部分部生劇烈的磨損。由于過(guò)載,往往使主動(dòng)輪的齒根或被動(dòng)輪的齒頂(有時(shí)也可能沿整個(gè)齒面)被磨掉很薄一層。
對(duì)于起升機(jī)構(gòu)減速器齒輪磨損后,齒厚不應(yīng)小于原齒厚的80%,對(duì)于運(yùn)行機(jī)構(gòu)齒輪磨損后齒厚不應(yīng)小于原齒厚的60%,超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)則應(yīng)更換新齒輪,齒厚的磨損可以用測(cè)齒卡尺測(cè)量分度圓齒厚來(lái)檢驗(yàn)。
(3)膠合 膠合就是在齒面沿滑動(dòng)方向形成傷痕。這是由于重載高速、潤(rùn)滑不當(dāng)或散熱不良所造成的。這是齒輪嚙合面間的油膜被破壞,溫度升高。由于齒面金屬直接接觸,一個(gè)齒面的金屬焊接在與之相嚙合的另一齒面上。又由于齒面間相對(duì)滑動(dòng),結(jié)果就在齒面上形成一些垂直于節(jié)圓的劃痕,這就是嚙合。
齒面膠合嚴(yán)重,就會(huì)使齒輪喪失傳動(dòng)能力。為防止膠合,在低速重載的齒輪傳動(dòng)中,應(yīng)采用高黏度潤(rùn)滑油,或適當(dāng)提高齒面的硬度和光潔度。
(4)塑性變形 對(duì)于較軟的齒面,由于過(guò)載或磨擦系數(shù)過(guò)大,可使齒面產(chǎn)生塑性變形。塑性變形使主動(dòng)齒輪在節(jié)線附近產(chǎn)生凹溝,被動(dòng)齒輪在節(jié)線附近產(chǎn)生凸崗,滲碳鋼齒輪由于磨擦較重,也會(huì)使嚙合輪齒產(chǎn)生塑性變形,這種變形呈現(xiàn)皺紋狀,也稱(chēng)塑皺。
(5)折斷齒 當(dāng)齒輪工作時(shí),由于危險(xiǎn)斷面應(yīng)力超過(guò)極限應(yīng)力,輪齒就可能部分或整體折斷。沖擊載荷也可能引起斷齒。斷齒齒輪不能繼續(xù)使用。
(6)提高齒輪的使用壽命 起重機(jī)用漸開(kāi)線齒輪失效的主要形式是斷齒、磨損以及點(diǎn)蝕、膠合等,尤其是前兩者更為顯著,過(guò)去制造的輕中級(jí)工作制度的減速器齒輪壽命可達(dá)10年左右,重級(jí)工作制度齒輪壽命可達(dá)2年,嚴(yán)重的幾個(gè)月就要報(bào)廢,一些單位為提高漸開(kāi)齒輪的壽命,已采用漸開(kāi)線齒形角度變位和齒廓表面淬火的新工藝,可使齒輪壽命提高3倍左右。
新工藝是小齒輪(齒輪軸)齒芯調(diào)質(zhì)HB228—255后,齒面淬火HRC40—46,大齒輪調(diào)質(zhì)后處理HB228—255,即所謂“淬—調(diào)”齒輪副,并把大齒輪材質(zhì)改為35SiMn或50SiMn,小齒輪改用40MnB。
由于“淬—調(diào)”齒輪副的跑合性能好,經(jīng)短時(shí)間空載跑合,齒面接觸率可達(dá)80%以上,負(fù)載后接觸面積能達(dá)到理想的接觸精度。
小齒輪齒面硬度的提高可以顯著地提高耐磨性和接觸強(qiáng)度。淬火時(shí)要求小齒輪齒廓全部進(jìn)行淬火,防止未淬上火的部分產(chǎn)生早期點(diǎn)蝕。由于齒根圓過(guò)渡曲線部分在淬火時(shí),產(chǎn)生殘余壓縮應(yīng)力,這對(duì)受拉邊抗彎曲有利,一般可提高彎曲強(qiáng)度30%。再加上齒角變化,這樣就保證了輪齒有足夠的抗彎曲強(qiáng)度,防止斷齒。
為了防止齒輪膠合,在減速器內(nèi)全部采用齒輪油,這是因?yàn)辇X輪油中存在著“極壓油性添加劑”,在添加劑能和金屬表面生成硫化物或磷化物的膜,這樣就減少了磨擦,從而避免金屬表面的磨擦結(jié)點(diǎn)溫度過(guò)高而產(chǎn)生膠合,齒輪油不僅對(duì)抗膠合有特效作用,對(duì)抗磨損和點(diǎn)蝕也都有顯著的效果。
(7)齒輪接觸斑點(diǎn)的檢修 起重機(jī)用減速機(jī)內(nèi)的傳動(dòng)齒輪,一般為8級(jí)精度,齒面接觸斑點(diǎn)應(yīng)達(dá)到:沿齒高不少于40%,沿齒寬不少于50%。
在起重機(jī)用減速器中,輪齒的失效一般不采用修理的方法,而是控制一定的報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)。超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)則應(yīng)更換新齒輪。各種原因造成的齒輪外形上的缺陷,其高、寬、深方向都不得超過(guò)模數(shù)的20%。
對(duì)于未超過(guò)報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)的漸開(kāi)線齒輪,可以用刮刀或油石清除毛刺,但不準(zhǔn)采用銼齒的方法來(lái)達(dá)到所要求的接觸面積,更不允許在潤(rùn)滑油中加入磨料。
圓弧齒輪的齒形絕對(duì)禁止銼、磨或刮。跑合后的圓弧齒輪應(yīng)配對(duì),不允許再調(diào)換,也不允許調(diào)換調(diào)整墊或其他零件,以免嚙合的相互位置發(fā)生變動(dòng)。