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浏览量: 人次农业机械齿轮的鉴定及常见损伤分析

摘要:齿轮在农业机械中被广泛应用,齿轮发生损伤,就会影响传动装置的正常工作,甚至会引起重大事故。我们要掌握齿轮技术状态鉴定标准,知道齿轮损伤原因,以便做好预防工作,延长齿轮的使用寿命。

齿轮传动具有传动效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长的特点,在农业机械中被广泛应用。如轮式拖拉机驱动桥主传动齿轮工作负荷相当繁重,其常见损伤形式是齿面磨损,齿面点蚀与剥落,齿面粘着磨损与轮齿折断等。如果齿轮发生损伤,就会影响传动装置的正常工作,甚至会引起重大事故。因此,有必要对齿轮损伤作以分析,以提醒用户注意使用方法。

1 齿轮技术状态鉴定

农业机械大修中,齿轮的检验一般多采用手摸感觉法和量具测量法。疲劳剥落、裂损、折断多采用目测法检查。下面以轮式拖拉机驱动桥主传动齿轮为例,介绍齿轮的修理技术要求:①齿面磨损一般不得大于0. 5 mm,②主、从动锥齿轮的疲劳剥落点面积不得大于一个齿的25%;轮齿损坏(不包括裂纹)不得超过齿长的1/5和齿高的1/3。在上述情况下,主动齿轮轮齿损伤不超过3个(相邻的不超过两个);从动齿轮轮齿损伤不得超过4个(相邻的不超过3个)。如仅损坏一齿,要求可酌量放宽。③主、从动圆柱齿轮轮齿损伤(不包括裂纹)应不大于全齿长的1/6和齿高1/3。④行星齿轮和半轴齿轮轮齿工作面的损伤,应不大于全齿长的1/4和齿高的1/3,一个齿轮上数量不多于3个。行星齿轮球面和半轴齿轮端面如有擦伤,其深度不得超过0. 25 mm,擦伤面宽不得超过工作面的1/3,否则应予修磨。⑤对于损伤不严重的斑点、毛刺、擦伤,应予修磨后使用。对于损伤超过规定的齿轮,一般应更换。

2 齿轮损伤原因分析

 2.1齿面磨损

 磨损是齿轮损坏的主要形式。齿轮经过长期工作后,齿轮表面的磨损会逐渐增大,乃至齿轮的正常啮合印痕和啮合间隙被破坏。这样齿轮工作将进人事故损坏阶段,此时如不注意使用、检查和保养,就极易出现故障。齿轮牙齿表面有时磨损速度很快,短时期内啮合即遭破坏,引起这种磨损的原因主要是人为造成的。例如:润滑油添加不足或不及时更换变质的润滑油;润滑油中混入杂质;齿轮安装调整不当等。有时还由于齿轮制造材质不佳;加工处理不好;表面硬度、强度和粗糙度不够等原因造成的。

 2.2齿轮裂纹

 齿轮裂纹是一种范围很广的缺陷或损伤,它包括:(1)淬火裂纹。由于淬火应力而产生的裂纹。分使用前就能看到的裂纹和使用后才出现裂纹两种。它容易产生在齿顶和齿端角。(2)磨削裂纹。因磨削加工的条件不当或因存在淬火应力而产生的裂纹。该种裂纹有时在齿轮使用后出现。(3)疲劳裂纹。在材料弯曲疲劳过程中出现的裂纹,从齿根圆角处的表面或者表面正下方扩展。当齿轮一端接触时,在齿的端部和圆角上,大体上成直角裂纹;当齿长方向采用鼓形齿或齿端修薄时,在圆角上沿齿向出现裂纹。

2.3轮齿折断

齿轮轮齿发生折断现象的原因多种多样,主要可以分为疲劳折断、过载折断、剪切折断。

(1)疲劳折断。当轮齿根部危险截面处的交变应力超过齿轮材料的疲劳极限时,会发生轮齿疲劳折断现象。轮齿疲劳断裂也受一些因素的影响,如设计不当、装配不好、热处理变形使轮齿接触不好、齿根部位加工粗糙引起的应力集中(包括齿根部圆角半径太小也会引起应力集中)、钢材内部非金属夹杂和热处理质量(如心部硬度偏低)、使用中由于短时期的低速高载荷作用积累的结果等。

(2)过载折断。过载折断是短时过载或冲击载荷而产生的折断。它不像疲劳折断从裂纹缓慢地扩展至折断,其断面情况同静止弯曲破坏断面相似。过载可以有以下4‘种情况引起轮齿断裂:突然的冲击过载荷;由于轴承损坏引起的轮齿过载荷;由于轴的弯曲引起的过载荷;在两个配对齿轮间有大块异物引起的过载荷。

(3)剪切折断(轮齿剪断)。作用于轮齿上的剪切载荷过大,造成齿轮折断,并在破坏断面附近产生较大的塑性变形。它往往发生在有色金属齿轮、非金属齿轮及齿轮联轴器上。

2.4齿面点蚀

点蚀是指表面或齿表面的交变应力超过材料的疲劳极限引起的损坏。根据损坏程度可分为初试点蚀、损坏性点蚀和剥落。严重时剥落可以连成一片。当齿面的循环接触应力超过材料的接触疲劳极限时,在齿面或离齿面一定深度处产生微细裂纹,裂纹逐渐扩展,微小金属片从齿面剥落形成凹坑,造成点蚀。

(1)非扩展性点蚀。齿面经跑合后接触面积增大使载荷分布趋于均匀,应力降到疲劳极限以下,点蚀就停止发展,这种点蚀的凹坑一般很小,齿轮仍可正常工作。

(2)扩展性点蚀。此种点蚀通常在节线的齿根部分出现。初始点蚀后虽经齿面跑合,但齿面应力仍超过材料的疲劳极限,点蚀凹坑的数量和大小不断扩大,即成为扩展性点蚀。它使齿面磨损加剧,齿形变坏,振动和噪声明显增多,严重时,从点蚀凹坑开始开裂而引起断齿。硬齿面齿轮通常出现扩展性点蚀。扩展性点蚀是齿轮表面硬度偏低(如表面碳含量偏低、脱碳及表面氧化等造成的表面硬度偏低)引起的。

转自《农机使用与维修》


研发中心任志强 转自-《农机使用与维修》

摄影:无

2017年12月24日