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工程機械齒輪的檢修要點

來源:中國起重機械網
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(1)疲勞點蝕 在減速器齒輪傳動中,齒輪最常見的失效形式是疲勞點蝕。所謂點蝕就是靠近節圓(偏下)的齒面出現“麻坑”。點蝕是由于輪齒表面的接觸應力達到一定極限,表面層就會產生一些疲勞裂紋,裂紋擴展就會出現小塊金屬剝落,形成小“麻坑”
 
       如果齒面硬度不適或接觸應力過大,“麻坑”繼續擴展就會造成齒面凸凹不平,從而引起振動和噪聲,點蝕也因之加劇,最后使齒輪喪失傳動能力,點蝕面積沿齒寬、齒高超過60%則應報廢。
 
(2)磨損 起重機上的傳動,齒輪另一種失效形式是磨損,磨損后輪齒變薄,如果潤滑油內有雜質造成的磨損,一般稱為研磨性磨損。這種磨損常常在齒輪和齒根出現很深的刮道,刮道垂直于節線并且相互平行。刮道出現以后,減速器內油溫上升,齒輪傳動發生尖細噪聲,這時必須更換潤滑油。
 
       由于齒輪偏差,安裝中心距偏差過大,都可能造成齒輪副齒頂邊緣和齒根過渡曲線部分過度擠壓,使齒根圓角部分部生劇烈的磨損。由于過載,往往使主動輪的齒根或被動輪的齒頂(有時也可能沿整個齒面)被磨掉很薄一層。
 
       對于起升機構減速器齒輪磨損后,齒厚不應小于原齒厚的80%,對于運行機構齒輪磨損后齒厚不應小于原齒厚的60%,超過標準則應更換新齒輪,齒厚的磨損可以用測齒卡尺測量分度圓齒厚來檢驗。
 
(3)膠合   膠合就是在齒面沿滑動方向形成傷痕。這是由于重載高速、潤滑不當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。又由于齒面間相對滑動,結果就在齒面上形成一些垂直于節圓的劃痕,這就是嚙合。
 
       齒面膠合嚴重,就會使齒輪喪失傳動能力。為防止膠合,在低速重載的齒輪傳動中,應采用高黏度潤滑油,或適當提高齒面的硬度和光潔度。
(4)塑性變形   對于較軟的齒面,由于過載或磨擦系數過大,可使齒面產生塑性變形。塑性變形使主動齒輪在節線附近產生凹溝,被動齒輪在節線附近產生凸崗,滲碳鋼齒輪由于磨擦較重,也會使嚙合輪齒產生塑性變形,這種變形呈現皺紋狀,也稱塑皺。
 
(5)折斷齒   當齒輪工作時,由于危險斷面應力超過極限應力,輪齒就可能部分或整體折斷。沖擊載荷也可能引起斷齒。斷齒齒輪不能繼續使用。
 
(6)提高齒輪的使用壽命   起重機用漸開線齒輪失效的主要形式是斷齒、磨損以及點蝕、膠合等,尤其是前兩者更為顯著,過去制造的輕中級工作制度的減速器齒輪壽命可達10年左右,重級工作制度齒輪壽命可達2年,嚴重的幾個月就要報廢,一些單位為提高漸開齒輪的壽命,已采用漸開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)齒芯調質HB228—255后,齒面淬火HRC40—46,大齒輪調質后處理HB228—255,即所謂“淬—調”齒輪副,并把大齒輪材質改為35SiMn或50SiMn,小齒輪改用40MnB。
由于“淬—調”齒輪副的跑合性能好,經短時間空載跑合,齒面接觸率可達80%以上,負載后接觸面積能達到理想的接觸精度。
 
       小齒輪齒面硬度的提高可以顯著地提高耐磨性和接觸強度。淬火時要求小齒輪齒廓全部進行淬火,防止未淬上火的部分產生早期點蝕。由于齒根圓過渡曲線部分在淬火時,產生殘余壓縮應力,這對受拉邊抗彎曲有利,一般可提高彎曲強度30%。再加上齒角變化,這樣就保證了輪齒有足夠的抗彎曲強度,防止斷齒。
 
       為了防止齒輪膠合,在減速器內全部采用齒輪油,這是因為齒輪油中存在著“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點溫度過高而產生膠合,齒輪油不僅對抗膠合有特效作用,對抗磨損和點蝕也都有顯著的效果。
 
(7)齒輪接觸斑點的檢修   起重機用減速機內的傳動齒輪,一般為8級精度,齒面接觸斑點應達到:沿齒高不少于40%,沿齒寬不少于50%。
在起重機用減速器中,輪齒的失效一般不采用修理的方法,而是控制一定的報廢標準。超過標準則應更換新齒輪。各種原因造成的齒輪外形上的缺陷,其高、寬、深方向都不得超過模數的20%。
 
       對于未超過報廢標準的漸開線齒輪,可以用刮刀或油石清除毛刺,但不準采用銼齒的方法來達到所要求的接觸面積,更不允許在潤滑油中加入磨料。
 
圓弧齒輪的齒形絕對禁止銼、磨或刮。跑合后的圓弧齒輪應配對,不允許再調換,也不允許調換調整墊或其他零件,以免嚙合的相互位置發生變動。
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