Распространенные формы поломок передач и меры профилактики.

К

Опубликовано

1. Виды отказов зубчатых передач

Существует множество типов механизмов с разным назначением. В реальном процессе производства и применения виды отказов зубчатых колес также различны. Поломка шестерни обычно происходит на поверхности зуба и редко возникает в других частях. В зависимости от причин выхода из строя шестерни во время эксплуатации можно проанализировать распространенные виды отказов шестерен, за исключением сломанных зубьев шестерни, склеенной поверхности зуба, усталости поверхности зуба, питтинговой коррозии и поверхности зуба. Износ, пластическая деформация и т.д.

1.1 Поломка шестерни

Поломка зубьев шестерни — очень опасная форма окончательного разрушения. По разным причинам его подразделяют на разрушение из-за перегрузки, усталостное разрушение и случайное разрушение.

1.1.1 Перелом в результате перегрузки

Когда поверхность зуба подвергается чрезмерной ударной нагрузке, напряжение зуба шестерни превышает его предельное напряжение и происходит перегрузочный разрушение, которое, как правило, представляет собой кратковременную перегрузку. Когда зуб шестерни ломается из-за перегрузки, поперечное сечение имеет радиальную или елочную область излучения, направление излучения примерно параллельно направлению распространения трещины, центр излучения является источником разрушения, а на поверхности излома видна линия усталости. корпуса, а чугунная шестерня склонна к разрушению из-за перегрузки.

1.1.2 Усталостный перелом

При действии циклической нагрузки напряжение изгиба у корня зуба является наибольшим и напряжение концентрируется. При превышении предела выносливости в области корня зуба может возникнуть усталостное разрушение. По мере увеличения времени работы и количества циклов многократного повторного воздействия трещины постепенно расширяются и углубляются, что в конечном итоге приводит к усталостному разрушению зубьев шестерни. Существует множество факторов, вызывающих поломку зубьев шестерни из-за усталости, например, неподходящие материалы шестерен, низкая точность обработки, небольшие переходные галтели у основания зуба и недостаточная оценка фактической нагрузки во время проектирования.

1.1.3 Случайный перелом

Когда материал шестерни дефектен и отслаивается, образуя чрезмерную локальную концентрацию напряжений в месте излома, это приводит к случайному разрушению. Форма перелома аналогична форме общего усталостного перелома. Эта неудача на самом деле является вторичной неудачей.

1.2 Склеивание поверхности зуба

В высокоскоростных и тяжелонагруженных трансмиссиях смазочное масло разрушается из-за повышения температуры области зацепления, так что два металла на поверхности зубьев напрямую контактируют и сцепляются друг с другом. Когда поверхность зуба скользит относительно, более мягкий металл поверхности зуба отрывается вдоль направления скольжения, образуя канавки. Это явление – склеивание. По различным характеристикам и причинам склеивание можно разделить на четыре типа: легкое склеивание, среднее склеивание, разрушающее склеивание и частичное склеивание. Склеивание поверхностей зубьев приведет к сильному износу и нагреву, что приведет к нестабильной работе трансмиссии и, как следствие, к браку шестерен.

1.3 Питтинг на поверхности зуба

При работе передачи контактное напряжение, возникающее в любой точке поверхности зацепления, изменяется в соответствии с циклом пульсации. Когда контактное напряжение на поверхности зуба превышает контактное предельное напряжение материала, на поверхностном слое поверхности зуба образуются мелкие усталостные трещины и трещины. В результате расширения поверхностного слоя металлические частицы отслаиваются и образуют небольшие ямки, обычно называемые питтинговыми ямками. Питтинговая коррозия приводит к уменьшению площади опоры поверхности зуба, вызывает удары и шум, а в тяжелых случаях приводит к поломке зубьев шестерни. Когда площадь точечной коррозии превышает высоту зуба, а ширина зуба составляет 60%, следует заменить новые детали.

1.4 Износ поверхности зуба

Существует два типа износа поверхности зуба: (1) абразивный износ, вызванный попаданием твердых частиц (таких как железные опилки, песок и т. д.) между поверхностями зубьев; (2) из-за взаимного трения поверхностей зубьев. После чрезмерного износа большое количество материала на рабочей поверхности изнашивается, а форма профиля зуба повреждается, что часто приводит к сильному шуму и вибрации и, в конечном итоге, к сильному шуму и вибрации. приводит к сбою передачи. Таким образом, износ поверхности зубьев важных шестерен не должен превышать 10% от первоначальной толщины зуба. Как правило, износ поверхности зуба шестерни не должен превышать 20-30% толщины зуба в зависимости от назначения оборудования. Если оно превышает стандарт, его следует заменить.