本標(biāo)準(zhǔn)為鋼犁捕、鑄鐵和銅合金齒輪的一般損傷型式提供統(tǒng)一的術(shù)語。本標(biāo)準(zhǔn)各詞條對(duì)損傷的特征和原因的敘述减叫,是為了說明各術(shù)語的含義和鑒別損傷的類型萤遥。
本標(biāo)準(zhǔn)不作為齒輪是否失效的判據(jù)裕坊。附錄A 中所列的有關(guān)損傷的對(duì)策,只是一般性的指導(dǎo)準(zhǔn)則曙求,因?yàn)槟骋积X輪特定損傷型式的判別和對(duì)策需要有專門的經(jīng)驗(yàn)和分析研究碍庵,故不屬于本標(biāo)準(zhǔn)范圍。
對(duì)于其他材質(zhì)和某些特殊的齒輪悟狱,其輪齒的損傷型式静浴,可大致地參用本標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)內(nèi)容。
1 磨損wear
磨損是在嚙合傳動(dòng)過程中挤渐,輪齒接觸表面上的材料摩擦損耗的現(xiàn)象苹享。
1.1 輕微磨損Polishing
輕微磨損是一種相當(dāng)緩慢的磨損現(xiàn)象。接觸表面上的微凸休逐漸磨平浴麻,直到出現(xiàn)非常光滑的表面為止得问。
圖1 輕微磨損
機(jī)車齒輪,m=12mm 软免,材料20CrMnTi 宫纬,滲碳淬火HRC58~62,工作8000 小時(shí)后齒面如鏡面樣光亮平滑膏萧。
通常漓骚,輪齒由于接觸表面的粗糙度與潤(rùn)滑油粘度、齒面工作速度尤稍、工作載荷之間不相匹配衬咐,造成彈性流體潤(rùn)滑油膜厚度不夠,導(dǎo)致齒面微凸體峰部被剪切掉或某種塑性變形弓匪,使工作齒面微凸體逐漸磨平晨偿,粗糙度逐漸變小。
1.2 中等磨損Moderate Wear
中等磨損是一種比較常見的磨損現(xiàn)象盲拣,它可存在于齒輪傳動(dòng)的整個(gè)設(shè)計(jì)壽命期內(nèi).中等磨損的齒輪诊踢,節(jié)線上下齒面上的材料都有一定移失、離相對(duì)措動(dòng)速度為零的竹線愈遠(yuǎn)摘裕,磨損量愈大.在此節(jié)線位置上脸鸿,逐漸呈現(xiàn)出一條近于連續(xù)的線。
圖2 中等磨損
機(jī)車齒輪达快,m=10mm捏裂,材料20CrMnTi,滲碳淬火HRC58~62甸胃,工作7000小時(shí)以上吩屹,齒面上節(jié)線附近可見一條明顯的連續(xù)線,上齒面有輕微的磨痕。
由于工作速度煤搜、載荷免绿、溫度、潤(rùn)滑劑性能等方面的限制擦盾,齒輪常在邊界潤(rùn)滑或接近邊界潤(rùn)滑的狀態(tài)下工作嘲驾;潤(rùn)滑系統(tǒng)中少量的污染雜質(zhì),都可能引起中等磨損迹卢。
1.3 過度磨損Exce : sive Wear
工作齒面材料大量磨掉辽故,齒廓形狀破壞,磨損率很高腐碱,齒輪將達(dá)不到其設(shè)計(jì)壽命.節(jié)線附近有時(shí)伴隨點(diǎn)蝕誊垢,常導(dǎo)致嚴(yán)重噪聲和系統(tǒng)振動(dòng),最終使齒輪不能正常工作症见。
圖3 過度磨損
磨礦機(jī)齒輪m=24mm喂走,工作齒面嚴(yán)重磨損,出現(xiàn)明顯的臺(tái)階谋作,齒厚減薄兵故,齒廓遭到破壞。
潤(rùn)滑系統(tǒng)和密封裝置不良缩棉,油膜建立不起來折甸,系統(tǒng)有嚴(yán)重振動(dòng)、沖擊載荷等都能導(dǎo)致齒面過度磨損锌拾。
1.4磨紋磨損Abrasive Wear
輪齒接觸表面上沿滑動(dòng)方向常有較均勻的條痕绕众,這種多次摩擦產(chǎn)生的條痕一般具有重疊的特征瞪卜。
圖4 磨粒磨損
平爐傾動(dòng)裝里開式齒條m=65mm肴摊,由于護(hù)渣顆粒落入嚙合齒面,導(dǎo)致齒面呈現(xiàn)均勻的條痕畴文。
圖5 磨粒磨損
礦山電鏟行走機(jī)構(gòu)減速器齒輪m=24mm碉晾,因潤(rùn)滑油中的磨料導(dǎo)致齒面呈現(xiàn)勻布的條痕。
落在工作齒面間的外部顆粒删猿,起著磨粒作用陋窗,引起磨粒磨損。磨劣绫荆可以是齒輪和軸承等零件因損傷產(chǎn)生的顆粒实愚、焊接飛濺物、氧化皮兔辅、銹蝕物腊敲、型砂和其他類似的金屬和非金屬物。這種磨損常由于新齒輪裝置跑合后未予清洗以及其他原因使?jié)櫥捅晃廴径斐晌Α?duì)于開式傳動(dòng)碰辅,磨粒磨損更為嚴(yán)重懂昂。
1.5 腐蝕磨損Corrosive Wear
這是一種以化學(xué)腐蝕作用為主、并伴有機(jī)械磨損的輪齒損傷型式.齒面上呈現(xiàn)均勻分布的腐蝕麻坑没宾,工作齒面沿滑動(dòng)方向并伴有磨蝕痕跡凌彬。
圖6 腐蝕磨損
齒輪表面普誼呈現(xiàn)明顯的化學(xué)腐蝕麻點(diǎn),工作齒面腐蝕后磨損循衰,齒形改變铲敛。
進(jìn)入潤(rùn)滑劑中的活性成分和輪齒材料發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng),引起齒面腐蝕.由于摩擦或沖刷作用而使蝕斑被磨失或沖掉会钝,形成腐蝕磨損原探。在高溫時(shí),極壓添加劑會(huì)形成非惩保活潑的腐蝕劑而侵蝕齒面.工藝過程中殘留于齒面上的不利介質(zhì)也會(huì)引起腐蝕磨損芯妇。
1.6 膠合Scoring
膠合是相嚙合齒面的金屬,在一定壓力下直接接觸發(fā)生粘著圈蛹,同時(shí)隨著齒面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)肃刁,使金屬從齒面上撕落而引起的一種嚴(yán)重粘著磨損現(xiàn)象。根據(jù)一定工作條件下粘著概念的內(nèi)涵特征不同奇茫,膠合可有熱應(yīng)合與冷膠合之分孙泵。熱膠合通常是由于嚙合處局部過熱導(dǎo)致兩接觸齒面金屬融焊而粘著,而冷碎合娜暈由于嚙合處局部壓力很高上绅、且速度低而使兩接觸表面間表面膜被刺破而粘著崇审。齒面產(chǎn)生熱膠合的部位常呈現(xiàn)過熱特征(回火色),而冷膠合常在齒面上局部發(fā)生岛宵。
1.6.1 輕徽膠合Slightscoring
輕微膠合常呈現(xiàn)為在靠近齒頂或靠近齒根的齒面上沿滑動(dòng)方向極輕微而細(xì)密的傷痕(一條暗帶)任汪,有時(shí)要借助子顯微鏡才能見到其粘著痕跡。
圖7 輕微膠合
高速齒輪們m=3.7mm滚吱,滲碳淬火HRC>62枷窿,齒面頂部呈現(xiàn)輕微膠合的暗帶。
這種損傷可能是由子在運(yùn)轉(zhuǎn)初期相嚙合齒面的潤(rùn)滑條件與工作情況不甚協(xié)調(diào)荣月,但材質(zhì)條件較好而造成的管呵,它也可能是由于輕微干涉而引起的。
1.6.2 中等膠合Moderate Scoring
這種損傷表現(xiàn)為輪齒的齒頂部哺窄、齒根部捐下,為明顯。這種膠合的條紋較細(xì)較淺萌业。
圖8 中等膠合
齒頂部呈現(xiàn)細(xì)而淺的膠合條紋坷襟。
齒輪嚙合處的局部過高溫度而使?jié)櫥湍て屏咽钱a(chǎn)生這種損傷的主要條件。
1.6.3 破壞性膠合Destructive scoring
沿滑動(dòng)方向呈現(xiàn)明顯的粘撕溝痕。整個(gè)齒面尤其是齒頂部有明顯的材料移失跡象啤握,相對(duì)滑動(dòng)速度為零的工作節(jié)線明顯鸟缕,齒廓幾乎完全毀壞,振動(dòng)噪聲增大排抬,齒輪很快失效懂从。
圖9 破壞性膠合
機(jī)床齒輪m=5mm,材料20Cr,滲碳淬火HRC58~62蹲蒲,因嚴(yán)重缺油造成齒面破壞性膠合番甩,齒頂部膠合溝痕更為明顯。
圖10 破壞性膠合
珠光體球墨鑄鐵齒輪牲羊,m=5mm磅芬,因嚴(yán)重過載造成齒面破壞性膠合,工作齒面材料嚴(yán)重移失蛮血,節(jié)線明顯可見着癞。
這種損傷是由于潤(rùn)滑不充分,工作溫度過高芽刨、齒面接觸應(yīng)力或速度過高等原因引起的過熱所造成役霍。
1.6.4 局部膠合Localized Scoring
在形貌上它與中等膠合有相似之處,但僅發(fā)生于相接觸齒面的局部區(qū)域上瘩浆,并不沿相接觸的全部齒面延伸磷尊、擴(kuò)展。
圖11 局部膠合
航空高速齒輪m=3mm胡炼,材料12CrZNi4A豹女,表面滲碳HRC>62,在齒頂部中部局部區(qū)域發(fā)生膠合碍蚊。
圖12 局部膠合
航空高速齒輪m=3mm拷肌,材料12CrZN過A,表面滲碳淬火HRC>62束铭,在齒面膠合區(qū)域上疊加有明顯的局部膠合傷痕廓块。
通常局部膠合是由于載荷集中造成的厢绝。載荷集中可能是設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的契沫,也可能是制造誤差、安裝誤差昔汉、外載荷引起的偏斜或齒面不均勻冷卻形成的懈万。在鼓形齒中,當(dāng)鼓形量過大時(shí)靶病,在凸起部分上也會(huì)形成載荷集中而引起局部膠合会通。齒輪熱膨脹不均勻也會(huì)形成凸起效應(yīng)而導(dǎo)致載荷集中,尤其齒寬較大時(shí),齒輪的中部比兩端溫升高涕侈、熱膨脹量大沪停,這種毛病易于出現(xiàn)。