Häufige Formen von Getriebeausfällen und vorbeugende Maßnahmen

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1. Die Ausfallarten von Zahnrädern

Es gibt viele Arten von Zahnrädern mit unterschiedlichen Verwendungszwecken. Auch im tatsächlichen Produktions- und Anwendungsprozess sind die Ausfallarten von Zahnrädern vielfältig. Getriebeausfälle treten im Allgemeinen an der Zahnoberfläche auf und treten selten an anderen Teilen auf. Entsprechend den Gründen für den Ausfall des Zahnrads während des Betriebs können die häufigsten Ausfallarten von Zahnrädern analysiert werden, mit Ausnahme von gebrochenen Zahnradzähnen, verklebten Zahnoberflächen, Ermüdung der Zahnoberfläche, Lochfraß und Zahnoberfläche. Verschleiß, plastische Verformung usw.

1.1 Getriebebruch

Zahnbruch ist eine sehr gefährliche Form des endgültigen Ausfalls. Je nach Ursache wird es in Überlastbruch, Ermüdungsbruch und Zufallsbruch unterteilt.

1.1.1 Überlastungsfraktur

Wenn die Zahnoberfläche einer übermäßigen Stoßbelastung ausgesetzt ist, überschreitet die Spannung des Zahnradzahns seine Grenzspannung und es kommt zu einem Überlastbruch, bei dem es sich im Allgemeinen um eine kurzfristige Überlastung handelt. Wenn der Zahnradzahn aufgrund einer Überlastung bricht, weist der Querschnitt eine radiale oder fischgrätenförmige Strahlungsfläche auf, die Strahlungsrichtung verläuft ungefähr parallel zur Rissausbreitungsrichtung, das Strahlungszentrum ist die Bruchquelle und die Bruchfläche zeigt die Ermüdungslinie des Schalenmusters, und das Getriebe aus Gusseisen ist anfällig für Überlastungsbrüche.

1.1.2 Ermüdungsbruch

Unter Einwirkung zyklischer Belastung ist die Biegespannung an der Zahnwurzel am größten und die Spannung konzentriert sich. Wenn die Ermüdungsgrenze überschritten wird, besteht die Gefahr eines Ermüdungsbruchs an der Zahnwurzelkehle. Mit zunehmender Arbeitszeit und zunehmender Zyklenzahl und mehrfach wiederholter Einwirkung weiten sich die Risse allmählich aus und vertiefen sich, was schließlich zu einem Ermüdungsbruch der Zahnradzähne führt. Es gibt viele Faktoren, die dazu führen, dass Zähne aufgrund von Ermüdung brechen, wie z. B. falsche Zahnradmaterialien, geringe Bearbeitungsgenauigkeit, kleine Übergangskehlen am Zahnfuß und eine unzureichende Schätzung der tatsächlichen Belastung während der Konstruktion.

1.1.3 Zufällige Fraktur

Wenn das Zahnradmaterial fehlerhaft ist und sich ablöst, wodurch sich an der Bruchstelle eine übermäßige lokale Spannungskonzentration bildet, führt dies zu willkürlichen Brüchen. Die Form der Fraktur ähnelt der eines allgemeinen Ermüdungsbruchs. Dieser Fehler ist eigentlich ein sekundärer Fehler.

1.2 Zahnflächenverklebung

Bei Hochgeschwindigkeits- und Schwerlastgetrieben wird das Schmieröl durch den Temperaturanstieg im Eingriffsbereich zerstört, sodass die beiden Zahnoberflächenmetalle direkt in Kontakt kommen und sich miteinander verbinden. Während die Zahnoberfläche relativ gleitet, wird das weichere Zahnoberflächenmetall entlang der Gleitrichtung abgerissen, um Rillen zu bilden. Dieses Phänomen ist Kleben. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Eigenschaften und Gründe kann das Kleben in vier Arten unterteilt werden: leichtes Kleben, mittleres Kleben, destruktives Kleben und teilweises Kleben. Das Verkleben der Zahnoberflächen führt zu starkem Verschleiß und Hitze, was zu einer instabilen Übertragung und damit zu Ausschuss-Zahnrädern führt.

1.3 Lochfraß auf der Zahnoberfläche

Wenn das Zahnrad in Betrieb ist, ändert sich die an jedem Punkt der Eingriffsfläche erzeugte Kontaktspannung entsprechend dem Pulsationszyklus. Wenn die Kontaktspannung der Zahnoberfläche die Kontaktgrenzspannung des Materials überschreitet, erzeugt die Oberflächenschicht der Zahnoberfläche feine Ermüdungsrisse und Risse. Durch die Ausdehnung der Oberflächenschicht lösen sich Metallpartikel und bilden einige kleine Grübchen, die allgemein als Lochfraß bekannt sind. Lochfraß verringert die Auflagefläche der Zahnoberfläche, verursacht Stöße und Geräusche und kann in schweren Fällen zum Zahnbruch führen. Wenn der Lochfraßbereich die Zahnhöhe überschreitet und die Zahnbreite 60 % beträgt, sollten neue Teile ersetzt werden.

1.4 Verschleiß der Zahnoberfläche

Es gibt zwei Arten von Zahnoberflächenverschleiß: (1) abrasiver Verschleiß, der durch harte Partikel (wie Eisenspäne, Sand usw.) verursacht wird, die zwischen die Zahnoberflächen eindringen; (2) Aufgrund der gegenseitigen Reibung der Zahnoberflächen wird nach übermäßigem Verschleiß eine große Menge Material auf der Arbeitsoberfläche abgenutzt und die Form des Zahnprofils beschädigt, was häufig zu starken Geräuschen und Vibrationen führt und letztendlich führt zu Übertragungsfehlern. Daher sollte der Zahnoberflächenverschleiß wichtiger Zahnräder 10 % der ursprünglichen Zahndicke nicht überschreiten. Im Allgemeinen sollte der Verschleiß der Zahnoberfläche des Zahnradzahns je nach Verwendungszweck der Ausrüstung 20–30 % der Zahndicke nicht überschreiten. Wenn es den Standard überschreitet, sollte es ersetzt werden.

1.5 Plastische Verformung

Die plastische Verformung der Zahnoberfläche tritt hauptsächlich bei niedriger Geschwindigkeit, hoher Belastung, häufigem Anfahren und Überlastung auf. Wenn die Arbeitsspannung der Zahnoberfläche die Streckgrenze des Materials überschreitet, kommt es zu einem plastischen Fluss auf der Zahnoberfläche, der die Teilungslinie der Zahnoberfläche des Antriebszahnrads verursacht. Es entstehen Riefen und Grate am angetriebenen Rad. Dieser Fehler tritt meist bei Zahnrädern mit nicht harter Oberfläche auf und das Zahnprofil ist stark verformt, insbesondere wenn die linke und rechte Seite asymmetrisch sind. Neue Teile sollten ersetzt werden.

Die verschiedenen oben beschriebenen Hauptverzahnungsfehlerformen können nicht nur unter normalen Umständen repariert werden, sondern auch unter der Voraussetzung, dass das Zahnradmaterial und die Verarbeitungstechnologie nicht geändert werden können, kann das Auftreten ungünstiger Zahnradausfälle durch Vorbeugung und Wartung verzögert werden Die Lebensdauer des Getriebes kann erhöht werden. .

2. Verhindern Sie Getriebeausfälle

2.1 Verbessern Sie die Genauigkeit der Getriebeinstallation

2.2 Angemessene Materialauswahl

Die Auswahl der Getriebematerialien sollte auf den Anforderungen an Festigkeit, Zähigkeit und Prozessleistung basieren. Bei umfassender Betrachtung und in Kombination mit der tatsächlichen Situation in meinem Land sollte kohlenstoffarmer legierter, aufgekohlter Stahl gewählt werden. Für Zahnräder, die schwere Lasten und Stoßbelastungen tragen, werden Stahlwerkstoffe verwendet, die hauptsächlich aus aufgekohltem Ni-Cr- und Ni-Cr-Mo-legiertem Stahl bestehen. Für Zahnräder mit relativ stabiler Belastung oder geringer Leistung und kleinem Modul kann es auch ohne Ni-Mn-Stahl aus Ni verwendet werden. Im Vergleich zu Zahnrädern aus gewöhnlichem Elektroofenstahl können Zahnräder aus dieser Art von Stahl ihre Kontakt- und Biegeermüdungslebensdauer um das Drei- bis Fünffache erhöhen und die Endlast der Zahnräder kann um 15 bis 20 % erhöht werden.

2.3Wärmebehandlung

Durch den Wärmebehandlungsprozess kann das Zahnradmaterial verbessert, die Härte entsprechend erhöht, die teilweise Überlastung der Zahnoberfläche beseitigt oder verringert und die Anti-Stripping-Fähigkeit der Zahnoberfläche verbessert werden. Beispielsweise kann tiefes Aufkohlen und Abschrecken von Zahnrädern in Kohlebergbaumaschinen die Härtung der Zahnräder reduzieren, die Kernhärte verbessern, die Restzugspannung in der Übergangszone verringern und eine ausreichende Härteschichttiefe gewährleisten.

2.4 Wählen Sie das Getriebeöl entsprechend den tatsächlichen Bedingungen

Den Daten zufolge sind 34,4 % der mechanischen Ausfälle auf unzureichende Schmierung und 19,6 % auf unzureichende Schmierung zurückzuführen. Mit anderen Worten: 54 % der mechanischen Ausfälle sind auf Schmierungsprobleme zurückzuführen. Daher ist die Wahl eines guten Getriebeöls von großer Bedeutung, um die Lebensdauer von Getrieben zu verlängern.

2.5 Reparatur

Um die Festigkeit und Härte des Zahnrads sicherzustellen, wurde beschlossen, die Drahtoberflächenreparatur durch Argon-Lichtbogenschweißen zu verwenden und anschließend den Behandlungsplan mit einer Poliermaschine umzuformen, sodass nach dem Schweißen nur wenige und desto höhere Zahnradzähne vorhanden sind Härte und Festigkeit können ohne Wärmebehandlung erreicht werden.

Durch die Analyse von Getriebeausfallformen kann die Fähigkeit zur genauen Unterscheidung von Geräteausfällen verbessert, die Ausfälle rechtzeitig behoben und der wirtschaftliche Nutzen verbessert werden.

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