探究冶金機(jī)械軸承和齒輪失效的原因及改善措施

【摘要】近年來我國工業(yè)的發(fā)展十分迅速，各類大型生產(chǎn)設(shè)備得到廣泛應(yīng)用，其中冶金機(jī)械的利用率最高，可見冶金行業(yè)在我國工業(yè)化生產(chǎn)中占據(jù)著重要地位。冶金機(jī)械工作環(huán)境較差，若其出現(xiàn)故障會對維修工作產(chǎn)生很大阻礙，因此保證冶金機(jī)械零件的質(zhì)量是非常有必要的。下面圍繞冶金機(jī)械展開討論，主要介紹軸承和齒輪的失效原因和改善辦法。

【關(guān)鍵詞】冶金機(jī)械? 軸承和齒輪? 失效

【中圖分類號】G42 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）19-0243-02

引言

機(jī)械設(shè)備的制造主要依靠冶金技術(shù)，軸承和齒輪使機(jī)械設(shè)備的重要組成部分，若軸承和齒輪發(fā)生故障將會給企業(yè)帶來嚴(yán)重的損失。因此針對軸承和齒輪的失效形式進(jìn)行全面分析是非常有必要的。

一、軸承與齒輪失效的相關(guān)介紹

機(jī)械設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)主要是依靠軸承和齒輪進(jìn)行的，基本所有的冶金機(jī)械中，齒輪和軸承都是必不可少的零件。電動機(jī)運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動力經(jīng)過齒輪的嚙合轉(zhuǎn)動，再加上軸承的輔助，能夠推動機(jī)械裝置的相應(yīng)部位動作，從而完成產(chǎn)品的加工與制造。若軸承和齒輪失效，機(jī)械設(shè)備就會停止運轉(zhuǎn)，下面介紹幾類常見的失效形式。

（一）磨損造成軸承齒輪的失效

軸承和齒輪磨損較為嚴(yán)重時，原有的嚙合齒輪在轉(zhuǎn)動過程中就會出現(xiàn)間隙，從而造成機(jī)械設(shè)備的異常。導(dǎo)致其磨損嚴(yán)重的原因有：制作軸承和齒輪的材料硬度太大，且在工作前沒有在其上加一定量的潤滑油，缺少保護(hù)膜的保護(hù)磨損就會加劇;生產(chǎn)過程中對其的養(yǎng)護(hù)工作沒有落到實處。

（二）粘結(jié)造成軸承齒輪的失效

粘結(jié)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因主要是沒有對運轉(zhuǎn)中的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行及時降溫，當(dāng)溫度過高且達(dá)到軸承和齒輪的熔點時，軸承和齒輪會發(fā)生融化。機(jī)械設(shè)備停止運轉(zhuǎn)后溫度恢復(fù)到正常狀態(tài)，這時融化的軸承和齒輪就會發(fā)生粘結(jié)現(xiàn)象。若此時對粘結(jié)不進(jìn)行有效處理且繼續(xù)運轉(zhuǎn)機(jī)械，軸承和齒輪表面的金屬很可能會發(fā)生剝離，嚴(yán)重破壞軸承和齒輪的原有結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致整個機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障。

（三）變形造成軸承齒輪的失效

導(dǎo)致軸承和齒輪的變形原因多種多樣，其中長期受到很大壓力是最重要的原因。齒輪和軸承只是大型機(jī)械設(shè)備中小的組成部分，是鑲嵌在設(shè)備的各個系統(tǒng)中的，這就意味著齒輪和軸承在工作過程中會受到來自四面八方的壓力。當(dāng)其受到的壓力超過其能承受的最大負(fù)荷，就會發(fā)生變形。此外潤滑工作不到位也會使軸承和齒輪產(chǎn)生劇烈摩擦，從而產(chǎn)生嚴(yán)重變形[1]。

二、發(fā)生失效的原因概述

（一）軸承失效原因相關(guān)介紹

導(dǎo)致軸承失效的原因多種多樣，下面詳細(xì)介紹幾種主要原因：較為嚴(yán)重的磨損是導(dǎo)致軸承失效最主要的原因，通常冶金機(jī)械在運行過程中，工作人員會在軸承運轉(zhuǎn)部位加一定量的潤滑油。潤滑油量過少或者其質(zhì)量本身達(dá)不到潤滑要求都會使軸承在轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生較大磨損;其次，長時間運轉(zhuǎn)導(dǎo)致軸承發(fā)生疲勞失效。生產(chǎn)制造廠房若過于潮濕，空氣中的水分會使軸承發(fā)生嚴(yán)重銹蝕。此外，電解液中存在的水分若處理不當(dāng)也會使軸承發(fā)生腐蝕失效[2]。

（二）齒輪失效原因相關(guān)介紹

與軸承產(chǎn)生失效的原因相似，齒輪失效的原因也表現(xiàn)為以下幾方面的內(nèi)容：齒輪在運轉(zhuǎn)過程中發(fā)生點蝕現(xiàn)象。齒輪傳遞力主要是靠齒輪間的相互嚙合，其接觸部位主要是齒面。在長時間的運轉(zhuǎn)過程中，齒面的相互接觸會產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力，此時會有少量的金屬粉末從齒面上滑落，從而形成齒輪的點蝕現(xiàn)象;與軸承類似，導(dǎo)致齒輪失效的原因也包括齒面磨損。齒面是磨損程度最高的地方，其次是齒頂和齒根部位的磨損，磨損是導(dǎo)致齒輪失效的重要原因;高溫也會導(dǎo)致齒輪失效，當(dāng)機(jī)械溫度過高且超過齒輪熔點，齒輪會發(fā)生融化現(xiàn)象并與其它齒輪粘結(jié)在一起，從而導(dǎo)致其失效。

三、防止軸承和齒輪失效的有效方法

（一）對軸承和齒輪的設(shè)計綜合考慮

在軸承和齒輪進(jìn)行相關(guān)設(shè)計時，需要對各方面的因素進(jìn)行綜合考慮。在制作材料的選擇上盡量選擇耐磨、不宜銹蝕的材料，同時還要考慮其承載能力的大小，根據(jù)不同的冶金設(shè)備進(jìn)行有針對性的設(shè)計。在軸承和齒輪的養(yǎng)護(hù)上，要加上詳細(xì)的說明書，可對企業(yè)養(yǎng)護(hù)潤滑油的選型提供很大幫助，進(jìn)而延長軸承和齒輪的使用壽命。

（二）對失效形式進(jìn)行精確診斷

軸承和齒輪的失效在生產(chǎn)制造中是不可避免的，此時企業(yè)需要借助相關(guān)探測儀器對其失效形式進(jìn)行精確診斷，這樣有利于企業(yè)對機(jī)械設(shè)備的改進(jìn)。

結(jié)束語

綜上所述，我們可以看到冶金機(jī)械在生產(chǎn)制造中的重要作用。自動化機(jī)械不僅能提高工作效率和質(zhì)量，還有效提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時極大地推動工業(yè)生產(chǎn)水平的進(jìn)步和發(fā)展。軸承和齒輪作為機(jī)械設(shè)備的重要組成部分，對機(jī)械設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)起著非常重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王輝，李曉龍，王罡，等.大型風(fēng)電齒輪箱的失效問題及其設(shè)計制造技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀分析[J].中國機(jī)械工程，2013（11）：1542-1549.

[2]阿皮孜·艾尼瓦爾.齒輪減速器傳動零件相互引起的失效研究[J].煤礦機(jī)械，2016（1）：210-211.

作者簡介：

楊麗紅（1987.10-），女，漢族，山東省聊城市陽谷縣人，本科，助理講師，研究方向：機(jī)械制造技術(shù)。