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減速機造成齒輪受損的原因(FJH)
2024年11月8日

減速機造成齒輪受損的原因(FJH)


減速機中齒輪受損是一個較為復雜的問題,以下是一些主要原因:


一、潤滑不良


  1. 油質問題

    • 潤滑油質量差會直接影響齒輪的潤滑效果。如果使用的潤滑油不符合減速機的工作要求,如粘度不合適,在重載或高速運轉時,就無法形成足夠厚的油膜來分隔齒輪的嚙合面。例如,在高負荷運轉的行星減速機中,若潤滑油粘度過低,齒輪嚙合時,齒面間的油膜容易被破壞,導致金屬直接接觸,產生磨損。

    • 潤滑油的污染也是一個關鍵因素。當有雜質(如灰塵、金屬碎屑)混入潤滑油中時,這些雜質會在齒輪嚙合過程中嵌入齒面,像研磨劑一樣刮擦齒面,加劇磨損。在一些工業環境較差的場合,如礦山機械中的減速機,周圍的粉塵很容易進入潤滑油,使齒輪受損。

  2. 油量不足

    • 油位過低會使齒輪的部分齒面不能得到充分潤滑。例如,在多級齒輪減速機中,若油位下降到一定程度,位于較高位置的齒輪可能無法接觸到潤滑油,導致這些齒輪的齒面在運轉過程中干摩擦,從而造成齒面磨損、擦傷,甚至可能引起齒面膠合。


二、過載及沖擊載荷


  1. 持續過載

    • 當減速機承受的負載超過其設計承載能力時,齒輪所受的應力會大幅增加。例如,在起重機的起升機構中,如果起吊的重物超過了減速機的額定起重量,齒輪齒根處的彎曲應力就會超出材料的疲勞極限。隨著時間的推移,齒根會產生疲勞裂紋,最終導致齒根斷裂。

    • 對于斜齒輪減速機,過載還會使齒輪的軸向力增大。如果軸向力超過軸承的承載能力,會導致齒輪軸的軸向位移,進而破壞齒輪的正常嚙合,使齒面局部受力過大,造成磨損和齒面剝落。

  2. 沖擊載荷

    • 頻繁的啟動和停止或突然的負載變化會產生沖擊載荷。在一些自動化生產線上,設備的頻繁啟停會使減速機中的齒輪受到沖擊。例如,當電機突然啟動時,扭矩會瞬間傳遞給齒輪,使齒輪在短時間內承受比正常運轉高得多的載荷。這種沖擊會使齒面產生微觀裂紋,在后續的運轉過程中,這些裂紋會不斷擴展,導致齒面剝落。


三、安裝和裝配不當


  1. 安裝精度問題

    • 減速機安裝時,輸入軸和輸出軸的同軸度誤差會對齒輪嚙合產生嚴重影響。如果同軸度不符合要求,齒輪在嚙合過程中會出現偏載現象,即齒面的一側受力過大。例如,在硬齒面減速機中,這種偏載會導致齒面局部接觸應力過高,引起齒面的早期磨損和膠合。

    • 安裝基礎不平整也會使減速機產生振動。在振動環境下,齒輪的嚙合狀態不穩定,容易出現齒面碰撞和磨損。比如,在建筑施工現場的攪拌設備中的減速機,如果安裝在不平整的基礎上,其運行過程中產生的振動會加速齒輪的損壞。

  2. 裝配質量差

    • 齒輪在裝配過程中,如果嚙合間隙調整不當,會導致齒輪損壞。如果間隙過小,在齒輪運轉時,由于熱膨脹和制造誤差等因素,齒面可能會相互擠壓,產生卡死現象,使齒面產生擦傷和膠合。如果間隙過大,會使齒輪的重合度降低,導致齒面接觸應力增大,引起齒面磨損和噪聲增加。

    • 裝配時沒有對零件進行充分清洗,殘留的雜質(如鐵屑、砂粒)會進入齒輪嚙合部位。這些雜質會在齒輪運轉過程中劃傷齒面,降低齒面的精度,進而影響齒輪的使用壽命。


四、齒面疲勞


  1. 循環應力作用

    • 齒輪在長期的運轉過程中,齒面會受到循環的接觸應力。例如,在標準漸開線圓柱齒輪減速機中,齒輪每旋轉一圈,齒面就會經歷一次接觸應力的循環。隨著循環次數的增加,齒面材料會出現疲勞現象。在齒面的節線附近,由于接觸應力較大且反復作用,會產生疲勞裂紋。這些裂紋會逐漸向齒面擴展,最終導致齒面剝落,形成麻點狀的損傷。

  2. 材料缺陷和熱處理不當

    • 齒輪材料本身存在缺陷,如內部的夾雜物、氣孔等,會降低材料的強度和韌性。在齒輪受力過程中,這些缺陷部位容易成為應力集中點,引發疲勞裂紋的產生。

    • 熱處理工藝對齒輪的性能也有很大影響。如果熱處理不當,如淬火溫度過高或回火不充分,會使齒輪的硬度、韌性等性能不符合要求。例如,淬火后硬度不均勻的齒輪,在嚙合過程中,較硬的部位可能會對齒面造成刮擦,而較軟的部位則容易出現磨損,加速齒面的損壞。

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