工程機械減速機齒輪失效運用研究

陳瑋

摘要：結(jié)合工程項目的特點，對機械減速機的運行狀態(tài)進行分析，總結(jié)減速機齒輪失效原因，旨在通過各項影響因素的研究避免齒輪失效問題的出現(xiàn)，以更好的提高工程機械設(shè)備的使用效率，為行業(yè)的穩(wěn)步運行提供支持。

關(guān)鍵詞：機械減速機;齒輪失效;運用

中圖分類號：TH132.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）22-0131-02

0? 引言

在當(dāng)前機械行業(yè)運行及發(fā)展中，對機械工程的質(zhì)量要求逐漸提升，將工程機械項目運用在建設(shè)行業(yè)中，不僅可以提高機械工程的生產(chǎn)效率，而且也可以滿足行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展需求。但是，在工程機械減速機使用中，存在著齒輪失效的問題，如輪齒折斷、齒面膠合等問題。若這些問題不能得到及時解決，會影響工程機械設(shè)備的使用的價值，而且也會為行業(yè)的發(fā)展帶來限制。因此，伴隨機械工程產(chǎn)業(yè)的運行，在減速機齒輪使用中，設(shè)備維護人員需要及時分析減速機齒輪失效的問題，通過失效處理方案的調(diào)整，細(xì)化工程機械減速機齒輪的運用方案，以滿足行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展需求。

1? 工程機械減速機齒輪

1.1 機械齒輪

機械齒輪主要是幫助工程項目傳遞物體，在具體的機械齒輪傳動中，對齒輪的要求相對較高，也就是說，在具體的機械設(shè)備使用中，需要充分保證齒輪運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，以提升機械設(shè)備的承載能力。在機械齒輪傳動中，其特點如下：第一，傳動效率高。根據(jù)機械齒輪的運行特點，其存在著傳動效率高的特點，傳動的效率可以達(dá)到99%的狀態(tài)。第二，傳動穩(wěn)定。在機械齒輪使用中，齒輪的傳動鏈及齒輪的傳動比空間范圍較小，有效節(jié)約了齒輪的占比及空間。第三，節(jié)約空間。在齒輪傳動中，齒輪傳動所需要的空間范圍小，可以充分滿足機械工程項目的設(shè)備使用需求。第四，機械傳動設(shè)備的使用壽命長，工藝設(shè)備的做工精良，將其運用在具體的工程設(shè)備中，可以延長設(shè)備的使用壽命[1]。

1.2 齒輪傳動的類型

工程機械齒輪傳動類型包括：第一，按照齒輪裝置的特點，可以將其分為開式齒輪傳動、半開式齒輪傳動以及閉式齒輪傳動。對于不同的設(shè)備形式，不同傳動狀態(tài)存在差異：首先，在開式齒輪傳動中，設(shè)備一直暴露在外部環(huán)境下，容易出現(xiàn)磨損的問題;其次，在半開式齒輪傳動設(shè)備使用中，防護設(shè)備裝置相對簡單，而且，齒輪的潤滑狀態(tài)可以得到明顯的改善;最后，在閉式齒輪設(shè)備使用中，由于設(shè)備處于全部封閉的狀態(tài)，其潤滑狀態(tài)良好，通常被運用在重要的工藝結(jié)構(gòu)中。第二，按照齒輪使用狀態(tài)進行劃分，可以將其分為：首先，動力齒輪，主要以傳輸動力為主，通常被運用在高速重載以及低速重載傳動的環(huán)境下;其次，傳動齒輪主要以傳遞為核心，主要被運用在輕載高精度的傳動環(huán)境下。

1.3 材料選擇

齒輪機材料選擇中，首先，鍛鋼，在鍛鋼材料選擇中，若齒面硬度HBS≤350，將其稱為軟齒面齒輪，這種材料主要使用40Cr、35SiMn等中碳鋼材料，通過熱處理工藝方法的選擇，進行切齒工序的協(xié)調(diào)。若選擇的齒面硬度在40-65HRC之間，通過熱處理，可以避免輪齒變形問題的出現(xiàn)。其次，鑄鋼材料選擇中，通常會使用ZG270-500以及ZG340-640的鑄鋼材料，由于材料具有較強的耐磨性及強度，通過精確加工，可以降低大型輪齒的鍛造風(fēng)險，提高設(shè)備調(diào)質(zhì)處理的效果。最后，非金屬材料。對于一些對高速、精度的要求不高的齒輪傳動設(shè)備，為了在使用中降低噪音問題，通常會選擇非金屬材料，由于其傳動的噪聲較小，將其稱之為無聲齒輪。

2? 工程機械減速機齒輪失效問題

2.1 輪齒折斷問題

在工程機械的減速機齒輪運行中，輪齒折斷問題主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，過載折斷問題。通過對工程機械減速機使用狀況的分析，當(dāng)齒面受到過大的荷載沖擊時，會增加齒輪應(yīng)力，從而出現(xiàn)較為嚴(yán)重的過載段裂問題，這種現(xiàn)象通常被稱為短期過載。需要注意的是，當(dāng)齒輪發(fā)生了過載折斷的問題，其整個段裂面呈現(xiàn)出放射的狀態(tài)，放射的中心就是斷裂源。第二，疲勞斷裂問題。在工程機械減速機齒輪運行中，設(shè)備在循環(huán)荷載的作用下，齒輪根的彎曲應(yīng)力相對集中，當(dāng)機械設(shè)備超過了疲勞極限時，容易產(chǎn)生疲勞裂紋，從而增加齒輪折斷的可能。而且，在減速機長期、循環(huán)使用中，當(dāng)遇到齒輪材料不當(dāng)、加工精度低的問題，會降低齒輪的實際荷載，降低工程產(chǎn)業(yè)的實際使用效率。第三，隨機折斷問題，根據(jù)齒輪材料缺陷以及剝落的問題，當(dāng)設(shè)備處于局部集中運行的狀態(tài)，會發(fā)生局部折斷的問題。

2.2 齒面膠合問題

結(jié)合減速機齒輪的運行特點，在高速重載傳動的過程中，受到嚙合區(qū)溫度升高因素的影響，會使?jié)櫥湍て茐模瑑升X面金屬會直接粘結(jié)，齒面也會出現(xiàn)滑動問題，在齒輪較軟的情況下，會出現(xiàn)膠合問題。而且，在不同的齒輪設(shè)備運用中，膠合呈現(xiàn)出輕微膠合、中等膠合的狀態(tài)，齒面膠合在不同的影響因素下會發(fā)生磨損以及傳動不穩(wěn)定的問題，無法滿足工程機械設(shè)備的高效使用需求[2]。

2.3 齒面點蝕問題

在機械齒輪工作中，嚙合表面上的任意一點會產(chǎn)生相應(yīng)的接觸應(yīng)力，而且，齒面接觸力會超過材料極限應(yīng)力，整體結(jié)構(gòu)表面會出現(xiàn)輕微的疲勞裂紋現(xiàn)象，這種現(xiàn)象若不能及時控制，會降低齒輪機械設(shè)備的使用效果。而且，在裂縫擴展的情況下，點蝕問題會降低設(shè)備的承載效果，設(shè)備在沖擊及噪音的影響下，會出現(xiàn)輪齒折斷的問題。所以，在機械輪齒設(shè)備使用中，為了更好的增強設(shè)備的運用效率，需要將齒面點蝕作為重點，通過多樣化設(shè)備維護方案的落實，提高設(shè)備運用的穩(wěn)定性。

2.4 齒面磨損的問題

結(jié)合機械輪齒設(shè)備的運用特點，齒面磨損問題體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，在齒輪及運行中，當(dāng)硬屑粒進入到齒面時，會出現(xiàn)磨粒磨損的問題，會降低齒輪機的使用效果;第二，當(dāng)齒輪機表面遇到磨損的問題，會增加齒輪機的磨損程度，長期使用中會改變齒輪形狀發(fā)生，從而出現(xiàn)噪聲及振動問題，導(dǎo)致設(shè)備傳動失效。第三，齒輪面磨損的情況下，當(dāng)齒輪磨損超過原齒厚的10%時，會降低齒輪的使用壽命。第四，當(dāng)齒輪受到塑性形變的影響，齒輪的機械設(shè)備會受到低速重載、頻繁啟動的影響，導(dǎo)致齒輪的齒面受到超過材料因素的影響，降低工程機械設(shè)備的使用效果[3]。

3? 工程機械減速機齒輪失效的優(yōu)化策略

3.1 強調(diào)齒輪的安裝精度

根據(jù)工程機械設(shè)備的使用狀況，在減速機齒輪安裝中，需要確定以下安裝方案：第一，合理選擇材料。在工程機械項目的減速機齒輪安裝中，需要科學(xué)選擇材料，根據(jù)設(shè)備材料的強度、韌性以及工藝特點等，總結(jié)選擇齒輪材料，以增強工程機械齒輪的承載能力。如，在Ni-Cr以及Ni-Cr-Mo的合金摻碳鋼的材料選擇中，其材料主要以鋼材為主，并按照設(shè)備的工藝結(jié)構(gòu)特點以及模數(shù)狀態(tài)，增強齒輪的穩(wěn)定性，并有效延長設(shè)備的使用壽命。第二，熱處理技術(shù)。在工程機械減速機齒輪安裝中，當(dāng)采用熱處理工藝時，可以更好的改善齒輪材質(zhì)，而且也可以更好的提高設(shè)備材料硬度，避免齒輪面局部過載問題，增強齒輪路面的抗剝落能力。第三，修復(fù)。在齒輪安裝中，為了保證材料的強度及硬度，需要按照磨光機整合需求，落實熱處理處理工藝，以更好的增強齒輪硬度及強度[4]。

3.2 調(diào)節(jié)齒輪減速箱溫度

在機械齒輪運行中，不同類型中的設(shè)備結(jié)構(gòu)存在差異，其中的減速箱作為重要的調(diào)節(jié)設(shè)備，在不同的工作環(huán)境下，會使齒輪減速箱的運行狀態(tài)發(fā)生改變，對于相關(guān)的設(shè)備操作人員，在具體的設(shè)備調(diào)整中，需要根據(jù)機械減速機齒輪的特點，控制減速箱的外部環(huán)境及工作溫度，避免溫度對機械設(shè)備造成的影響，提升齒輪的運行及調(diào)整效果。通常情況下，在輪齒減速箱的溫度調(diào)節(jié)中需要做到以下內(nèi)容：第一，若設(shè)備維護人員忽視了對齒輪減速箱的溫度維護，會引發(fā)設(shè)備的機械故障，因此，在對減速機的外部工作溫度控制中，需要根據(jù)設(shè)備的運行狀態(tài)，進行設(shè)備溫度的控制，如，在齒輪變速箱上安裝風(fēng)扇或是散熱器，但是，由于設(shè)備工作環(huán)境的特殊性，需要利用空調(diào)對設(shè)備的外部環(huán)境進行協(xié)調(diào)，以提高機械減速機的運行效率，保證齒輪減速箱的穩(wěn)定運行。第二，應(yīng)該注意的是，在齒輪減速設(shè)備的溫度調(diào)節(jié)及控制中，設(shè)備維護人員需要仔細(xì)分析齒輪減速箱對內(nèi)部呼吸設(shè)備的影響，當(dāng)遇到箱體溫度逐漸升高的問題，需要利用呼吸機調(diào)節(jié)箱體內(nèi)外的空氣狀態(tài)，并將設(shè)備溫度控制在合理的范圍內(nèi)，使機械減速機齒輪處于正常運行狀態(tài)[5]。

3.3 增強齒輪機的潤滑度

結(jié)合齒輪設(shè)備的運用特點，通過有效潤滑方案的落實，可以降低齒輪故障，因此，在有效潤滑方案調(diào)整中需要做到：第一，保證機械齒輪的合理潤滑，在機械設(shè)備使用中，通過良好潤滑的控制，可以降低設(shè)備零件的磨損程度，如，在低速傳動其使用中，通過黏度大潤滑油的使用，可以增強傳動設(shè)備的使用效果，而且也可以滿足機械減速機齒輪的運用需求。第二，定期更換潤滑油的過程中，可以避免油脂變速加快齒輪的磨損狀態(tài)。在齒輪機使用中，為了保證設(shè)備的潤滑度，需要在防止設(shè)備疲勞的角度出發(fā)，通過供油量的科學(xué)控制，增強齒輪機使用的穩(wěn)定性。需要注意的是，在齒輪機供油量增加的情況下，會出現(xiàn)嚙合擠壓的問題，這種現(xiàn)象會在局部產(chǎn)生壓力，增大設(shè)備的接觸應(yīng)力。而且，在潤滑油較多的情況下，高壓作用會增加裂縫數(shù)量，導(dǎo)致疲勞點擴展，因此，為了在齒輪機使用中，為了提升設(shè)備的使用效果，需要充分考慮供油量問題，以更好的提升齒輪機的潤滑性。第三，在減速機潤滑方案調(diào)節(jié)中，通過潤滑劑的科學(xué)運用，可以延長設(shè)備的使用壽命，避免重承載設(shè)備對減速機運行帶來限制，所以，在具體的機械設(shè)備使用中，應(yīng)該采用強制潤滑的方法，使齒面以及軸承處于良好的運行狀態(tài)，提高設(shè)備使用效率[6]。

4? 結(jié)束語

總而言之，在工業(yè)產(chǎn)業(yè)運行中，設(shè)備管理者為了提高機械輪齒設(shè)備的使用效率，在機械減速機齒輪設(shè)備維護及調(diào)整中，設(shè)備維護人員需要根據(jù)齒輪的運行特點，進行設(shè)備的管理及調(diào)整，以更好的提高機械設(shè)備的運用效果，滿足工業(yè)產(chǎn)業(yè)的設(shè)備管理需求。而且，在機械減速機齒輪使用中，設(shè)備維護管理者需要根據(jù)工程特點，確定具體的設(shè)備管理機制，通過輪齒的精確度安裝、輪齒減速機溫度的控制以及設(shè)備維護方案的落實等，提高機械減速機的使用效率，為行業(yè)的穩(wěn)步運行提供支持。

參考文獻(xiàn)：

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