農(nóng)機傳動齒輪的失效判定與維護

劉繼豐　孟令兵

齒輪是農(nóng)業(yè)機械和拖拉機最主要的傳動方式。農(nóng)業(yè)機械和拖拉機齒輪傳動的功率較大，大馬拖拉機、大型作業(yè)機械功率都在100 kW以上，經(jīng)常處在低速、大負荷甚至超負荷下工作，工作環(huán)境惡劣，保養(yǎng)不規(guī)范，因此齒輪傳動故障是常見故障。

1.齒輪常見損壞形式

齒輪常見的損壞有嚴重磨損、疲勞剝落、腐蝕斑點及牙齒折斷等。一般規(guī)律是直齒多于斜齒，滑動齒輪與套齒多于常嚙合齒輪。齒輪的檢驗應(yīng)盡量使用儀器、儀表及磁力探傷儀等工具。如果條件不具備時，也可用卡尺、齒規(guī)、樣板及新舊齒輪對比等方法進行檢驗。

2.齒輪繼續(xù)使用的標(biāo)準

齒輪能夠使用的，應(yīng)盡量通過簡單的修磨繼續(xù)使用。這樣，不僅節(jié)約材料，而且又能保證修理質(zhì)量。檢驗時，應(yīng)掌握以下標(biāo)準：

（1）齒面上若有輕微斑點、剝落或邊緣略有破損的，均可用油石或風(fēng)動砂輪修磨后繼續(xù)使用。

（2）斜齒、直齒齒輪的牙齒損傷（不包括裂紋），若沿齒長不超過1/6的、沿齒高不超過1/3的，可通過修磨繼續(xù)使用；對于直齒錐齒輪沿齒高的損傷，若不超過齒長1/4、工作面上的打擊傷和缺面積不大于20%的，可通過油石修磨繼續(xù)使用。

（3）圓錐齒輪疲勞剝落的面積如不大于一個齒單面的1/4、牙齒損傷（不包括裂紋）不超過齒長的1/5和齒高的1/3、齒的端部缺損沿齒長方向不超過1/10和齒高方向不超過1/5的輕微損傷，均可通過修磨繼續(xù)使用。但損傷的牙齒數(shù)目有要求：主動齒輪的損傷齒數(shù)不得超過3個，相鄰的不得超過2個；從動齒輪的損傷齒數(shù)不得超過4個，相鄰的不得超過3個。若損傷齒數(shù)的數(shù)目超過使用限度時，應(yīng)更換新品。

（4）主、從動齒輪要成對使用和成對更換，不得單個更換。

（5）輪齒破碎主要是由于齒輪嚙合間隙不符合要求，輪齒嚙合部位不當(dāng)或工作中受到較大的沖擊載荷所致。若輪齒邊緣有不大于2 mm的破碎，可用油石修磨后繼續(xù)使用；若超過這個范圍或有3處以上的這種小破碎，則應(yīng)成對更換。

3.齒輪不能繼續(xù)使用的標(biāo)準

齒輪的損傷超過下列標(biāo)準時，不得繼續(xù)使用，必須更換新品；否則，將影響修理質(zhì)量。

（1）齒輪出現(xiàn)裂紋，沿齒長磨損超過了原齒長的30%，滑動齒輪的損傷超過了原齒長的15%（應(yīng)在齒高的2/3處測量）。齒厚的磨損最大限度超過0.40 mm。

（2）齒輪嚙合面積低于齒面的2/3；運轉(zhuǎn)齒輪嚙合間隙一般應(yīng)為0.15～0.26 mm，使用限度為0.80 mm；接合齒輪嚙合間隙應(yīng)為0.10～0.15 mm，使用限度為0.60 mm，可用百分表或軟金屬傾軋法測量。如果超過間隙，應(yīng)成對更換。

（3）嚙合套與套齒吻合后是全部輪齒參加傳動，它不像齒輪嚙合傳動時僅兩、三個輪齒負荷，故無齒輪破裂或牙齒脫落的現(xiàn)象。嚙合套與套齒的磨損一般表現(xiàn)為齒長減短、齒端頭斑痕、齒正壓面呈現(xiàn)斜面、輪齒轉(zhuǎn)動空量較大，甚至兩齒面都出現(xiàn)臺階等。以上這些現(xiàn)象都是因為在這些擋位頻繁換擋，強制套牙和套齒撞擊及兩齒面上的壓力增大而造成的。

（4）變速器齒輪牙齒、嚙合套套牙、套齒及滑鍵軸等的磨損和損壞是無法修復(fù)的。當(dāng)嚙合套與套齒的配合間隙已經(jīng)超過0.50 mm，或嚙合套沿齒長方向的最大磨損已超過15%，均應(yīng)更換新品。這些齒輪是用優(yōu)質(zhì)鋼材經(jīng)單體鍛壓、熱處理、精密機械加工而成的，即便一個機件上的局部損壞，也沒有必要采取焊補或鑲補的措施來修補。其原因，一是修復(fù)造價接近和等于成品造價，經(jīng)濟上不合算；二是修復(fù)后的精度很難保證，可靠性不大，因此嚙合套與套齒損壞后只有更新。

（5）齒面上有較嚴重的疲勞剝落，剝落面積已超過了單齒面積的1/4，或者出現(xiàn)了大面積的腐蝕斑點及嚴重?zé)g的。

4.傳動齒輪的正確保養(yǎng)

（1）正確選用潤滑油。潤滑油是齒輪傳動中必不可少的潤滑介質(zhì)，它可以保護輪齒減少受損傷。傳動齒輪對潤滑油的黏度是有要求的，黏度過低不易形成油膜，起不到保護輪齒嚙合面的作用；黏度大會增加傳動齒輪摩擦損失，在較低氣溫下不易啟動。另外，齒輪在強載高速運轉(zhuǎn)過程中，油的工作溫度很高，易氧化變質(zhì)，齒輪油在高溫下應(yīng)該有良好的抗氧化安定性能，所以要使用規(guī)格標(biāo)準的潤滑油，以保證良好的抗氧化安定性。規(guī)格標(biāo)準的潤滑油不具有良好的防腐蝕、防銹性能，選用時要注意。

（2）在使用拖拉機、農(nóng)業(yè)機械時要避免較大的過載，保證齒輪傳動系統(tǒng)的封閉性，以免灰塵、硬物進入齒輪箱。

（3）更換齒輪時要購買原廠的配件，原廠配件是按制造拖拉機、農(nóng)業(yè)機械整車用零件的材料、工藝標(biāo)準生產(chǎn)制造的，與所要更換的零件質(zhì)量完全一致。非原廠的配件其制造工藝、生產(chǎn)質(zhì)量標(biāo)準、材料選用與設(shè)計要求可能就會不一致，齒輪就達不到原廠零件的質(zhì)量，用非原廠配件可能就會在使用中引發(fā)故障。在選擇齒輪時特別要注意輪齒表面粗糙度，研究表明對于處在邊界潤滑狀態(tài)的低速重載齒輪表面粗糙度對表面磨損影響較大，初始表面粗糙度高的磨損率高，初始表面粗糙度低的磨損率低，因此要選擇表面粗糙度小的（表面光滑的齒面）的齒輪。endprint