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如何提高减速机齿轮的强度?

2019-07-22

减速机种类很多,像齿轮减速机齿轮损坏故障有断齿、齿轮磨损等。据威高传动工程师的多年经验分析:齿轮损坏形式除断齿和齿轮非正常磨损(这里称为非正常磨损较为恰当,因为齿轮正常磨损不能认为是故障。非正常磨损是指齿轮发生过早磨损,达不到齿轮应当具有的磨损寿命)之外,还有齿面点蚀和剥落等损坏形式。齿面点蚀和剥落多发生在齿高中间以上顶部位。

断齿原因分析

减速机齿轮断齿部分原因是制造质量缺陷引起的。齿轮在运转中,由于牙齿受高压的挤压作用,在齿面先形成极小的裂纹,然后裂纹发展成浅凹坑,此凹坑即为齿面点蚀(麻点)。对于表面渗碳的齿轮,如果齿轮心部硬度不足,渗碳层太薄及表面强度不够时,受负荷后易产生心部过渡层的塑性变形,使渗碳层出现比点蚀更深更大的凹坑,即齿面剥落。

制造质量引起齿轮断齿原因有:没有选合适的钢材、齿轮铸造质量不好、淬火硬度偏低、齿轮硬度不够易弯齿磨损、球墨化不够、使用时长受交变应力影响会疲劳损坏等

齿轮啮合精度对断齿的影响不大。尽管齿轮的啮合精度对断齿有一定程度的影响,但对断齿的影响程度并不大。因为齿轮的啮合精度不够,齿轮的接触面不足,将会发生接触应力增大、载荷作用不均匀等现象,但这并不是断齿的主要原因。

断齿还有个原因是载荷过大和齿根有缺陷,轮齿的弯曲强度不够所致;牙齿有局部损伤使应力集中,造成疲劳断齿。(影响弯曲强度的主要因素是作用在轮齿上载荷力的大小和齿根的缺陷程度。齿轮啮合精度差,并不会改变轮齿上载荷力的大小和齿根的缺陷程度,只是增大了轮齿的接触应力)。

减速机齿轮

造成减速机齿轮磨损的原因除减速机制造质量差之外,也有一些是使用中发生的问题,如:减速机缺油、采用半流体润滑液。润滑油过稀(或牌号不对〉或数量不足,使齿轮表面的油膜被破坏;造成齿面金属直接摩擦,产生高温而使齿磨损过甚。尤其是对双曲面的主减速器二齿轮,因啃合齿面的滑动速庭大,主动齿轮的螺旋角大,工作时轴向力大,对轴向支承件的强度度要求高。所以对润滑油的要求和调整也高,且不符合要求,将导致齿轮的阜损。在维修过程中,由于清洗不净,润滑油中含有杂物、金属剥落颗粒等造成齿面加速磨损。

非正常磨损的制造质量因素有:

①齿轮材料不符合要求,造成非正常磨损;

②齿轮有砂眼、气孔和疏松、球墨化不够等缺陷存在;

③热处理硬度不够或没有进行热处理;

④齿轮啮合精度、运动精度达不到要求;

⑤圆弧齿轮对中心距的误差敏感性很大,特别是中心距的正向误差,不仅降低了轮齿的弯曲强度,而且还增加了滑动磨损。

减速机齿轮缺油对非正常磨损影响很大。如减速机润滑油漏油,管理人员未能及时发现,减速机还在继续运转,减速机也在缺油的状态下继续工作,直到把齿顶磨成尖形才被发现,打开减速机上盖一看,箱底堆了一层金属粉末,这说明缺油对非正常磨损影响很大。

金属微粒加剧齿轮的磨损。应采用磁性体吸附金属微粒。JIG减速机根据减速机类型、工作环境采用不同润滑液(高低温润滑液、润滑脂),磨损掉的齿轮金属微粒混在润滑液中,更加剧齿轮的磨损。建议在油箱中增加几个磁性体,利用磁性作用吸附润滑液中的金属微粒,可减少润滑液的金属微粒含量。

提高减速机齿轮的强度主要是指抗弯强度和齿面接触强度,有以下几个方法:

1、选择合适的变位系数,设计成齿轮(正变位)可以增大轮齿齿厚,提高轮齿的抗弯强度

2、在制造工艺上,增加齿根圆角,提高表面质量,也可以提高齿轮的强度。

3、建议合理选用材料(如40Cr、45#、45Mn2钢;0Cr.20CrMnTi.20CrMnVB.20CrNiH)和热处理方式(表面淬火、渗碳、高频淬火),提高轮齿的表面硬度,可以提高齿面接触疲劳强度。


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