我们看过很多齿轮结构的产品,结构巧妙,功能强大。但是齿轮也是有寿命的,随着使用时间的推移,会逐渐损坏。那它们是怎么结束自己的生命的呢?
齿轮传动的常见故障主要有以下几种
第一、点蚀。齿轮在工作过程中在不断变化的外力作用下,表面会因为硬接触而产生疲劳裂纹,而后会有极小的金属颗粒脱落,最终会形成一个个的小凹坑,看起来就像一颗颗小雨点一样。这就是齿轮齿面的点蚀现象。发生点蚀的齿轮一般材质比较软,所以提高硬度有助于避免齿轮点蚀的发生。
齿轮点蚀示意图 齿轮点蚀照片 第二、磨损。在齿轮传动过程中,如果有其他的杂质进入齿轮的咬合面,就会使得齿轮表面产生磨损现象。一般只要不是特别密封的齿轮结构都会发生齿面磨损。另外,润滑油不干净也是造成齿面磨损的一个原因。所以说,这种现象是不可避免的。在磨损比较严重的情况下会产生较大噪音,有重载时还可能会引起齿轮的齿折断。提高齿轮的硬度和表面光洁度,以及使用好的润滑油等,都可以减轻齿面磨损的程度。
齿轮磨损照片 第三、胶合。多发生在有重载传动的场合,因为重载传动,两个齿轮间的温度较高,当高温破坏了润滑油的油膜后,两个齿轮的齿直接接触,而这时温度很高,负载又很重,所以就会在较软的齿轮表面上形成一个粘拉或撕裂的痕迹,这就是胶合现象。很多人认为胶合现象只会出现在高速传动中,实际在低速重载传动中,因为速度很慢很难形成油膜,所以胶合现象也会发生。在低速传动中,选用黏性高的润滑油可以有效防止胶合现象。当然,不管是高速还是低速,提高齿轮的硬度都可以预防胶合的发生。
第四、折断。折断一般是由过大的冲击造成的。齿轮材料的强度不够或者材料比较脆(比如铸铁)是发生折断的常见原因。当然如果有严重过载,也是会发生轮齿折断的。
轮齿的折断 第五、变形。通常发生在低速重载的情况下,较软的齿轮表面上。因为重载齿轮间的摩擦力很大,当摩擦力超过齿轮的屈服强度时,在软齿的表面就会产生塑性变形现象。提高齿轮硬度,并选用黏性高的润滑油可以防止塑性变形的发生。
在齿轮传动的几种故障中,以“点蚀”和“磨损”最为常见,因为这两种故障现象在齿轮开始磨合的过程中就会逐渐发生,并且不会因为外力的变化而停止。通常情况下,轻微的点蚀和磨损不会影响齿轮的工作性能,反而像“折断”或“变形”这样的故障,一旦发生就会彻底损坏,产品就无法使用了。
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