造成減速器齒輪損壞的原因有哪些?
一、先了解下減速器齒輪的制造工序,再逐步分析。
齒輪制造工序:
備料→鍛造毛坯→正火處理(低溫退火)→粗車→半精車→滾齒→齒端倒角→高頻淬火→精加工(磨端面B→磨端面C→插鍵槽→磨內(nèi)孔→磨齒→去毛刺)→檢驗(yàn)
二、齒輪選材及熱處理
選擇那種齒輪傳動(dòng)要根據(jù)設(shè)計(jì)要求,兩種齒輪傳動(dòng)各有利弊,但由于硬齒面?zhèn)鲃?dòng)載荷大,使用壽命長(zhǎng),備廣泛的應(yīng)用。
通常人們將齒輪傳動(dòng)分為兩類,即硬齒面齒輪傳動(dòng)和軟齒面齒輪傳動(dòng)。
通常一對(duì)嚙合齒輪的齒面硬度均大于350HBS,稱為硬齒面齒輪,否則即稱為軟齒面齒輪。
硬齒面齒輪采用的材料及熱處理方法很多,比如常用的幾種:
(1)40Cr . 45#.45Mn2鋼,可以采用最終熱處理 高頻回火或者氮化處理 ,
(2)20Cr.20CrMnTi.20CrMnVB.20CrNiH等可以采用滲碳淬火,
(3)38CrMnAl則可以用氮化工藝達(dá)到較高的硬度,一些特殊的材料要用特殊的熱處理方法。
齒輪的制造材料和熱處理過程對(duì)齒輪的承載能力和尺寸重量有很大的影響。20世紀(jì)50年代前,齒輪多用碳鋼,60年代改用合金鋼,而70年代多用表面硬化鋼。按硬度齒面可區(qū)分為軟齒面和硬齒面兩種。
(b)軟齒面的齒輪承載能力較低,但制造比較容易,跑合性好,
多用于傳動(dòng)尺寸和重量無嚴(yán)格限制,以及小量生產(chǎn)的一般機(jī)械中。因?yàn)榕鋵?duì)的齒輪中,小輪負(fù)擔(dān)較重,因此為使大小齒輪工作壽命大致相等,小輪齒面硬度一般要比大輪的高。
三、齒輪損壞形式、斷齒原因分析
1.齒輪損壞形式
減速機(jī)齒輪損壞故障有斷齒、齒輪磨損等。據(jù)威高傳動(dòng)工程師的多年經(jīng)驗(yàn)分析:齒輪損壞形式除斷齒和齒輪非正常磨損(這里稱為非正常磨損較為恰當(dāng),因?yàn)辇X輪正常磨損不能認(rèn)為是故障。非正常磨損是指齒輪發(fā)生過早磨損,達(dá)不到齒輪應(yīng)當(dāng)具有的磨損壽命)之外,還有齒面點(diǎn)蝕和剝落等損壞形式。齒面點(diǎn)蝕和剝落多發(fā)生在齒高中間以上頂部位。
2.斷齒原因分析
(1)減速機(jī)齒輪斷齒部分原因是制造質(zhì)量缺陷引起的。
(B1)制造質(zhì)量引起齒輪斷齒原因有:沒有選合適的鋼材、齒輪鑄造質(zhì)量不好、淬火硬度偏低、齒輪硬度不夠易彎齒磨損、球墨化不夠、使用時(shí)長(zhǎng)受交變應(yīng)力影響會(huì)疲勞損壞等……
(B2)齒輪嚙合精度對(duì)斷齒的影響不大。盡管齒輪的嚙合精度對(duì)斷齒有一定程度的影響,但對(duì)斷齒的影響程度并不大。因?yàn)辇X輪的嚙合精度不夠,齒輪的接觸面不足,將會(huì)發(fā)生接觸應(yīng)力增大、載荷作用不均勻等現(xiàn)象,但這并不是斷齒的主要原因。
(B3)斷齒還有個(gè)原因是載荷過大和齒根有缺陷,輪齒的彎曲強(qiáng)度不夠所致。(影響彎曲強(qiáng)度的主要因素是作用在輪齒上載荷力的大小和齒根的缺陷程度。齒輪嚙合精度差,并不會(huì)改變輪齒上載荷力的大小和齒根的缺陷程度,只是增大了輪齒的接觸應(yīng)力)。
(B4)造成齒輪磨損的原因除減速器制造質(zhì)量差之外,也有一些是使用中發(fā)生的問題,如:減速器缺油、采用半流體潤(rùn)滑液。
(B5)非正常磨損的制造質(zhì)量因素有:
①齒輪材料不符合要求,造成非正常磨損;
②齒輪有砂眼、氣孔和疏松、球墨化不夠等缺陷存在;
③熱處理硬度不夠或沒有進(jìn)行熱處理;
④齒輪嚙合精度、運(yùn)動(dòng)精度達(dá)不到要求;
⑤圓弧齒輪對(duì)中心距的誤差敏感性很大,特別是中心距的正向誤差,不僅降低了輪齒的彎曲強(qiáng)度,而且還增加了滑動(dòng)磨損。
(2)減速器缺油對(duì)非正常磨損影響很大。如減速機(jī)潤(rùn)滑油漏油,管理人員未能及時(shí)發(fā)現(xiàn),減速機(jī)還在繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),減速機(jī)也在缺油的狀態(tài)下繼續(xù)工作,直到把齒頂磨成尖形才被發(fā)現(xiàn),打開減速機(jī)上蓋一看,箱底堆了一層金屬粉末,這說明缺油對(duì)非正常磨損影響很大。
(3)金屬微粒加劇齒輪的磨損。應(yīng)采用磁性體吸附金屬微粒。減速器采用半流體潤(rùn)滑液,磨損掉的齒輪金屬微粒混在潤(rùn)滑液中,更加劇齒輪的磨損。建議在油箱中增加幾個(gè)磁性體,利用磁性作用吸附潤(rùn)滑液中的金屬微粒,可減少潤(rùn)滑液的金屬微粒含量。